WO2017047654A1 - ショベル - Google Patents

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WO2017047654A1
WO2017047654A1 PCT/JP2016/077137 JP2016077137W WO2017047654A1 WO 2017047654 A1 WO2017047654 A1 WO 2017047654A1 JP 2016077137 W JP2016077137 W JP 2016077137W WO 2017047654 A1 WO2017047654 A1 WO 2017047654A1
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target surface
image
display
displayed
bucket
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PCT/JP2016/077137
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English (en)
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Inventor
崇昭 守本
Original Assignee
住友建機株式会社
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Publication date
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Publication of WO2017047654A1 publication Critical patent/WO2017047654A1/ja
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/26—Indicating devices
    • E02F9/261—Surveying the work-site to be treated
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20—Drives; Control devices
    • E02F9/2004—Control mechanisms, e.g. control levers
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20—Drives; Control devices
    • E02F9/2025—Particular purposes of control systems not otherwise provided for
    • E02F9/2029—Controlling the position of implements in function of its load, e.g. modifying the attitude of implements in accordance to vehicle speed
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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    • E02F9/20—Drives; Control devices
    • E02F9/22—Hydraulic or pneumatic drives
    • E02F9/2278—Hydraulic circuits
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
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    • E02F9/264—Sensors and their calibration for indicating the position of the work tool
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    • E02F9/26—Indicating devices
    • E02F9/264—Sensors and their calibration for indicating the position of the work tool
    • E02F9/265—Sensors and their calibration for indicating the position of the work tool with follow-up actions (e.g. control signals sent to actuate the work tool)
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N7/00—Television systems
    • H04N7/18—Closed-circuit television [CCTV] systems, i.e. systems in which the video signal is not broadcast
    • H04N7/181—Closed-circuit television [CCTV] systems, i.e. systems in which the video signal is not broadcast for receiving images from a plurality of remote sources

Definitions

  • the present invention relates to a shovel.
  • a shovel having a machine guidance function for example, information such as work status is displayed on the screen of a display device installed diagonally in front of the driver's seat.
  • the operator of the shovel can confirm the work state by the shovel from the information displayed on the display device.
  • the display is limited in size so that it does not get in the way of the operator's view. Therefore, since the screen of the display device becomes smaller, the operator may not be able to obtain the desired information without looking at the screen of the display device.
  • the display device can not be viewed for a long time during the operation. Therefore, the time during which the operator of the shovel can view the display device during operation is a very short time, and it may be difficult to confirm the desired information from the image displayed on the display device within that time .
  • This invention is made in view of the above, Comprising: It aims at providing the shovel which can do operation
  • the lower traveling body performing the traveling operation
  • the upper swing body rotatably mounted on the lower traveling body
  • the operation room mounted on the upper swing body and the work
  • a display device provided in the cab, the display device displaying an image including a work guidance display unit indicating the posture of the work portion and the work target surface
  • the display contents of the work guidance display unit are changed during operation and non-operation of the attachment.
  • a shovel capable of performing work efficiently and accurately while checking work information is provided.
  • FIG. 1 is a side view illustrating a shovel in the embodiment.
  • An upper swing body 3 is mounted on the lower traveling body 1 of the shovel via a turning mechanism 2.
  • a boom 4 is attached to the upper swing body 3.
  • An arm 5 is attached to the tip of the boom 4, and a bucket 6 is attached to the tip of the arm 5 as an end attachment (work site).
  • a slope bucket, a weir bucket, a breaker or the like may be attached.
  • the boom 4, the arm 5 and the bucket 6 constitute a digging attachment as an example of the attachment, and are hydraulically driven by the boom cylinder 7, the arm cylinder 8 and the bucket cylinder 9 respectively.
  • a boom angle sensor S1 is attached to the boom 4
  • an arm angle sensor S2 is attached to the arm 5
  • a bucket angle sensor S3 is attached to the bucket 6.
  • the excavation attachment may be provided with a bucket tilt mechanism.
  • the boom angle sensor S1, the arm angle sensor S2, and the bucket angle sensor S3 may be referred to as "posture sensor".
  • the boom angle sensor S1 detects a pivot angle of the boom 4.
  • the boom angle sensor S ⁇ b> 1 is, for example, an acceleration sensor that detects an inclination with respect to a horizontal surface and detects a pivot angle of the boom 4 with respect to the upper swing body 3.
  • the arm angle sensor S2 detects the rotation angle of the arm 5.
  • the arm angle sensor S ⁇ b> 2 is, for example, an acceleration sensor that detects an inclination with respect to a horizontal surface and detects a rotation angle of the arm 5 with respect to the boom 4.
  • the bucket angle sensor S3 detects the rotation angle of the bucket 6.
  • the bucket angle sensor S3 is, for example, an acceleration sensor that detects an inclination with respect to a horizontal surface and detects a rotation angle of the bucket 6 with respect to the arm 5.
  • the bucket angle sensor S3 When the digging attachment includes a bucket tilt mechanism, the bucket angle sensor S3 additionally detects the rotation angle of the bucket 6 about the tilt axis.
  • the boom angle sensor S1, the arm angle sensor S2, and the bucket angle sensor S3 are a potentiometer using a variable resistor, a stroke sensor for detecting a stroke amount of a corresponding hydraulic cylinder, and a rotary encoder for detecting a rotation angle around a connecting pin Or the like.
  • the upper revolving superstructure 3 is mounted with a power source such as the engine 11 and the like, a vehicle body inclination sensor S4, and is covered by a cover 3a.
  • the vehicle body inclination sensor S4 detects the inclination angle of the upper swing body 3.
  • the vehicle body inclination sensor S4 is, for example, an acceleration sensor that detects the inclination with respect to the horizontal plane and detects the inclination angle of the upper swing body 3.
  • An imaging device 80 is provided on the top of the cover 3 a of the upper swing body 3.
  • the imaging device 80 includes a left camera 80L that captures an image of the left side, a right camera 80R that captures an image of the right side, and a rear camera 80B that captures an image of the rear.
  • the left camera 80L, the right camera 80R, and the rear camera 80B are digital cameras having imaging elements such as CCD and CMOS, for example, and send the captured images to the display device 40 provided in the cabin 10.
  • the upper revolving superstructure 3 is provided with a cabin 10 as a driver's cab.
  • a GPS device (GNSS receiver) G1 is provided at the top of the cabin 10.
  • the GPS device G1 detects the position of the shovel by the GPS function and supplies position data to the machine guidance device 50 in the controller 30.
  • a controller 30, a display device 40, an audio output device 43, an input device 45, and a storage device 47 are provided.
  • the controller 30 functions as a main control unit that performs drive control of the shovel.
  • the controller 30 is configured by an arithmetic processing unit including a CPU and an internal memory.
  • Various functions of the controller 30 are realized by the CPU executing a program stored in the internal memory.
  • the controller 30 also functions as a machine guidance device 50 that guides the operation of the shovel.
  • the machine guidance device 50 notifies the operator of work information such as, for example, the distance between a target surface, which is the surface of the target topography set by the operator, and the work site of the attachment.
  • the distance between the target surface and the work site of the attachment is, for example, the distance between the tip of the bucket 6 as an end attachment (toe), the back surface of the bucket 6, the tip of a breaker as an end attachment, etc.
  • the machine guidance device 50 notifies the operator of the work information via the display device 40, the voice output device 43, etc., and guides the operation of the shovel.
  • the machine guidance device 50 is incorporated in the controller 30, but the machine guidance device 50 and the controller 30 may be provided separately.
  • the machine guidance device 50 is configured by an arithmetic processing device including a CPU and an internal memory, as with the controller 30.
  • the various functions of the machine guidance device 50 are realized by the CPU executing a program stored in the internal memory.
  • the display device 40 displays an image including various work information in accordance with an instruction from the machine guidance device 50 included in the controller 30.
  • the display device 40 is, for example, an on-vehicle liquid crystal display connected to the machine guidance device 50.
  • the voice output device 43 outputs various voice information in accordance with a voice output command from the machine guidance device 50 included in the controller 30.
  • the voice output device 43 includes, for example, an on-vehicle speaker connected to the machine guidance device 50. Further, the voice output device 43 may include an alarm device such as a buzzer.
  • the input device 45 is a device for the operator of the shovel to input various information to the controller 30 including the machine guidance device 50.
  • the input device 45 includes, for example, a membrane switch provided on the surface of the display device 40.
  • the input device 45 may be configured to include a touch panel and the like.
  • the storage device 47 is a device for storing various information.
  • the storage device 47 is, for example, a non-volatile storage medium such as a semiconductor memory.
  • the storage device 47 stores various information output by the controller 30 and the like including the machine guidance device 50.
  • the gate lock lever 49 is provided between the door of the cabin 10 and the driver's seat, and is a mechanism that prevents the shovel from being operated erroneously.
  • the operator gets into the driver's seat and pulls up the gate lock lever 49, the operator can not leave the cabin 10 and the various operating devices can be operated.
  • the operator depresses the gate lock lever 49, the operator can exit from the cabin 10 and the various operating devices become inoperable.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a connection configuration including the controller 30 of the shovel in the embodiment.
  • the display device 40 is provided in the cabin 10, and displays an image including work information and the like supplied from the machine guidance device 50.
  • the display device 40 is connected to the controller 30 including the machine guidance device 50 via, for example, a communication network such as Controller Area Network (CAN) or Local Interconnect Network (LIN), a dedicated line, or the like.
  • CAN Controller Area Network
  • LIN Local Interconnect Network
  • the display device 40 includes a conversion processing unit 40 a that generates an image to be displayed on the image display unit 41.
  • the conversion processing unit 40 a generates an image including a captured image to be displayed on the image display unit 41 based on the image data obtained from the imaging device 80.
  • Image data is input to the display device 40 from each of the left camera 80L, the right camera 80R, and the rear camera 80B.
  • the conversion processing unit 40 a converts data to be displayed on the image display unit 41 among various data input from the controller 30 to the display device 40 into an image signal.
  • the data input from the controller 30 to the display device 40 includes, for example, data indicating the temperature of engine cooling water, data indicating the temperature of hydraulic oil, data indicating the remaining amount of urea water, data indicating the remaining amount of fuel, etc. Including.
  • the conversion processing unit 40a outputs the converted image signal to the image display unit 41, and causes the image display unit 41 to display an image generated based on a photographed image or various data.
  • the conversion processing unit 40 a may be provided not in the display device 40 but in, for example, the controller 30. In this case, the imaging device 80 is connected to the controller 30.
  • the display device 40 has a switch panel 42 as an input unit.
  • the switch panel 42 is a panel including various hardware switches.
  • the switch panel 42 has a light switch 42a, a wiper switch 42b, and a window washer switch 42c.
  • the light switch 42 a is a switch for switching on / off of a light attached to the outside of the cabin 10.
  • the wiper switch 42b is a switch for switching between activation and deactivation of the wiper.
  • the window washer switch 42c is a switch for injecting a window washer fluid.
  • the display device 40 operates by receiving power supply from the storage battery 70.
  • the storage battery 70 is charged with the power generated by the alternator 11 a (generator) of the engine 11.
  • the electric power of the storage battery 70 is also supplied to the controller 30 and electrical components 72 of the shovel other than the display device 40.
  • the starter 11 b of the engine 11 is driven by the power from the storage battery 70 to start the engine 11.
  • the engine 11 is connected to the main pump 14 and the pilot pump 15 and controlled by an engine control unit (ECU) 74. From the ECU 74, various data indicating the state of the engine 11 (for example, data indicating the cooling water temperature (physical quantity) detected by the water temperature sensor 11c) are constantly transmitted to the controller 30.
  • the controller 30 can store this data in the internal primary storage unit (memory) 30 a and can transmit it to the display device 40 as appropriate.
  • the main pump 14 is a hydraulic pump for supplying hydraulic fluid to the control valve 17 via a high pressure hydraulic line.
  • the main pump 14 is, for example, a swash plate type variable displacement hydraulic pump.
  • the pilot pump 15 is a hydraulic pump for supplying hydraulic oil to various hydraulic control devices via a pilot line.
  • the pilot pump 15 is, for example, a fixed displacement hydraulic pump.
  • the control valve 17 is a hydraulic control device that controls a hydraulic system in the shovel.
  • the control valve 17 selectively supplies the hydraulic fluid discharged by the main pump 14 to, for example, the boom cylinder 7, the arm cylinder 8, the bucket cylinder 9, the traveling hydraulic motor, the turning hydraulic motor, and the like.
  • the boom cylinder 7, the arm cylinder 8, the bucket cylinder 9, the traveling hydraulic motor, and the turning hydraulic motor may be referred to as "hydraulic actuators".
  • the control levers 26A to 26C are provided in the cabin 10 and are used by the operator to operate the hydraulic actuator. When the control levers 26A to 26C are operated, hydraulic fluid is supplied from the pilot pump to the pilot port of the flow control valve corresponding to each of the hydraulic actuators. Each pilot port is supplied with hydraulic oil at a pressure corresponding to the direction and amount of operation of the corresponding control lever 26A to 26C.
  • the control lever 26A is a boom control lever.
  • the boom cylinder 7 can be hydraulically driven to operate the boom 4.
  • the control lever 26B is an arm control lever.
  • the arm cylinder 8 can be hydraulically driven to operate the arm 5.
  • the control lever 26C is a bucket control lever.
  • the bucket cylinder 9 can be hydraulically driven to operate the bucket 6.
  • the shovel may be provided with an operation lever for driving a traveling hydraulic motor, a hydraulic motor for turning, etc., an operation pedal, and the like.
  • the controller 30 acquires, for example, various data described below.
  • the data acquired by the controller 30 is stored in the temporary storage unit 30a.
  • the regulator 14 a of the main pump 14 which is a variable displacement hydraulic pump sends data indicating the swash plate angle to the controller 30.
  • the discharge pressure sensor 14 b also sends data indicating the discharge pressure of the main pump 14 to the controller 30.
  • These data are stored in the temporary storage unit 30a.
  • an oil temperature sensor 14c provided in a pipe line between the main pump 14 and a tank in which the hydraulic fluid drawn by the main pump 14 is stored is a controller 30 that represents data representing the temperature of the hydraulic oil flowing through the pipe line.
  • the pressure sensors 15a, 15b detect the pilot pressure sent to the control valve 17 when the operating levers 26A to 26C are operated, and send data indicating the detected pilot pressure to the controller 30.
  • Switch levers 27 are provided on the control levers 26A to 26C. The operator can send a command signal to the controller 30 by operating the switch button 27 while operating the operation levers 26A to 26C.
  • An engine speed adjustment dial 75 is provided in the cabin 10 of the shovel.
  • the engine speed adjustment dial 75 is a dial for adjusting the engine speed, and can switch the engine speed in stages, for example.
  • the engine speed adjustment dial 75 is provided so as to be able to switch the engine speed in four stages of the SP mode, the H mode, the A mode and the idling mode.
  • the engine speed adjustment dial 75 sends data indicating the setting state of the engine speed to the controller 30. Note that FIG. 2 shows a state in which the H mode is selected by the engine speed adjustment dial 75.
  • the SP mode is a rotation speed mode selected when priority is given to the amount of work, and uses the highest engine rotation speed.
  • the H mode is a rotational speed mode that is selected when it is desired to balance work amount and fuel consumption, and utilizes the second highest engine rotational speed.
  • the A mode is a rotation speed mode selected when it is desired to operate the shovel with low noise while giving priority to fuel consumption, and uses the third highest engine rotation speed.
  • the idling mode is a rotation speed mode selected when it is desired to put the engine into an idling state, and utilizes the lowest engine rotation speed.
  • the engine 11 is controlled to a constant rotational speed by the engine rotational speed in the rotational speed mode set by the engine rotational speed adjustment dial 75.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating the configurations of the controller 30 and the machine guidance device 50 in the embodiment.
  • the controller 30 controls the operation of the entire shovel including the engine controller 74.
  • the controller 30 controls the gate lock valve 49a to be in the closed state when the gate lock lever 49 is pressed down, and to open the gate lock valve 49a when the gate lock lever 49 is pulled up.
  • the gate lock valve 49a is a switching valve provided in an oil passage between the control valve 17 and the operation levers 26A to 26C and the like.
  • the gate lock valve 49a is configured to open and close according to a command from the controller 30, but is mechanically connected to the gate lock lever 49 and configured to open and close according to the operation of the gate lock lever 49 It is also good.
  • the gate lock valve 49a blocks the flow of hydraulic oil between the control valve 17 and the control levers 26A to 26C and the like, and invalidates the operation of the control levers 26A to 26C and the like. Further, when the gate lock valve 49a is in the open state, hydraulic fluid is communicated between the control valve 17 and the operation lever or the like to enable the operation of the operation levers 26A to 26C or the like.
  • the controller 30 detects the operation amount of each lever from the pilot pressure detected by the pressure sensors 15a and 15b in a state where the gate lock valve 49a is opened and the operation of the operation levers 26A to 26C is enabled.
  • the controller 30 controls whether to perform guidance by the machine guidance device 50 in addition to control of the operation of the entire shovel. Specifically, when the controller 30 determines that the shovel is at rest, the controller 30 sends a guidance cancellation instruction to the machine guidance device 50 so as to cancel the guidance by the machine guidance device 50.
  • controller 30 may output a guidance stop command to the machine guidance device 50 when outputting an automatic idle stop command to the engine controller 74.
  • controller 30 may output a guidance stop command to the machine guidance device 50 when it is determined that the gate lock lever 49 is in the depressed state.
  • the machine guidance device 50 receives various signals and data supplied to the controller 30 from the boom angle sensor S1, the arm angle sensor S2, the bucket angle sensor S3, the vehicle body inclination sensor S4, the GPS device G1, the input device 45 and the like.
  • the machine guidance device 50 calculates the actual operating position of the attachment such as the bucket 6 based on the received signals and data. Then, the machine guidance device 50 compares the actual movement position of the attachment with the target surface, and calculates, for example, the distance between the bucket 6 and the target surface. The machine guidance device 50 also calculates the distance from the turning central axis of the shovel to the tip of the bucket 6, the inclination angle of the target surface, and the like, and transmits these to the display device 40 as operation information.
  • the machine guidance device 50 and the controller 30 are separately provided, the machine guidance device 50 and the controller 30 are communicably connected to each other through a CAN (Controller Area Network).
  • CAN Controller Area Network
  • the machine guidance device 50 includes a height calculation unit 503, a comparison unit 504, a display control unit 505, and a guidance data output unit 506.
  • the height calculator 503 determines the height of the tip (tip) of the bucket 6 from the angles of the boom 4, the arm 5 and the bucket 6 obtained from the detection signals of the boom angle sensor S 1, the arm angle sensor S 2 and the bucket angle sensor S 3. calculate.
  • the comparison unit 504 compares the height of the tip (toe) of the bucket 6 calculated by the height calculation unit 503 with the position of the target surface indicated in the guidance data output from the guidance data output unit 506. Further, the comparison unit 504 obtains the inclination angle of the target surface with respect to the shovel. Various data obtained by the height calculation unit 503 and the comparison unit 504 are stored in the storage device 47.
  • the display control unit 505 transmits the height of the bucket 6, the inclination angle of the target surface, and the like obtained by the comparison unit 504 to the display device 40 as operation information.
  • the display device 40 displays on the screen the work information sent from the display control unit 505 together with the photographed image sent from the imaging device 80.
  • the display screen configuration of the display device 40 will be described later. Further, the display control unit 505 can issue an alarm to the operator via the voice output device 43 when the bucket 6 is at a position lower than the target surface.
  • FIG. 4 is a view illustrating how the shovel according to the embodiment performs an operation of excavating a slope (inclined surface) with the bucket 6.
  • FIG. 5 is a figure which illustrates a mode that it looked at the front from the driver's seat in the cabin 10 of the shovel in embodiment.
  • the bucket 6 can be viewed from the front window of the cabin 10.
  • a driver's seat 10a is provided at the center, and control levers 26A and 26B are disposed on both sides thereof.
  • the operator sits on the driver's seat 10a, operates the operating lever 26A with the left hand, and operates the operating lever 26B with the right hand to move the bucket 6 to a desired position to perform the digging operation.
  • the image display unit 41 and the switch panel 42 of the display device 40 are disposed on the right front side of the driver's seat 10a (lower right of the front window).
  • the operator of the shovel operates the operation levers 26A, 26B and the like with both hands while reading the operation information from the image display unit 41 entering the field of view and looking at the bucket 6 outside the window.
  • the operator gazes at the bucket 6 outside the window during operation it is difficult to read in detail the information displayed on the image display unit 41 in the field of view. Therefore, in the present embodiment, the content displayed on the image display unit 41 of the display device 40 is changed between when the attachment is being operated and when the attachment is not being operated.
  • the determination in operation or non-operation in the shovel is performed by the controller 30 based on the detection results of the pressure sensors 15a and 15b. For example, the controller 30 determines that the attachment is in operation when any of the control levers 26A to 26C is operated and the pilot pressure detected by the pressure sensors 15a and 15b becomes equal to or higher than a predetermined value. Further, when the pilot pressure detected by the pressure sensors 15a and 15b is less than a predetermined value, the controller 30 determines that the attachment is not in operation.
  • the controller 30 determines the operation state of the attachment from the pilot pressure detected by the sensors 15a and 15b, and determines that the attachment is not operated as "during non-operation”. Further, the controller 30 determines that the attachment is being operated as "in operation”. The controller 30 transmits to the display device 40 an operation signal indicating whether the attachment is not operated or operated.
  • the controller 30 may determine the operation state of the attachment based on, for example, changes in output signals from the boom angle sensor S1, the arm angle sensor S2, and the bucket angle sensor S3. Further, for example, in a state in which either the arm 5 or the bucket 6 is operated is in operation, and even if the boom 4 is in operation, if the arm 5 or the bucket 6 is not operated, the non-operation is in progress. It may be determined that Further, depending on the state of the gate lock lever, it may be determined whether it is in operation or not in operation.
  • the conversion processing unit 40 a of the display device 40 changes the content to be displayed on the image display unit 41 according to the operation signal indicating that the controller 30 is not operating or is operating. Specifically, while the actuator is not operated, work information transmitted from the machine guidance device 50 is displayed in detail, and while the actuator is operated, display contents such as the work information are simplified.
  • the display content of the image display unit 41 of the display device 40 is changed during the operation of the shovel and during the non-operation, and the display content of the image display unit 41 during the operation is simplified. Then, the operator can read necessary information while operating.
  • FIG. 6 is a view exemplifying the non-operation in-operation screen 41V1 displayed on the image display unit 41 of the display device 40 in the embodiment.
  • the non-operation screen 41V1 has a time display unit 411, a rotation speed mode display unit 412, a travel mode display unit 413, an attachment display unit 414, an engine control state display unit 415, and a urea water remaining amount display unit.
  • a fuel remaining amount display unit 417, a cooling water temperature display unit 418, an engine operating time display unit 419, a photographed image display unit 420, and a work guidance display unit 430 are provided.
  • the image displayed on each part is generated by the conversion processing unit 40 a of the display device 40 from various data transmitted from the controller 30 and the photographed image transmitted from the imaging device 80.
  • the time display unit 411 displays the current time.
  • a digital display is adopted, and the current time (10:05) is shown.
  • the rotation speed mode display unit 412 displays an image of the rotation speed mode set by the engine rotation speed adjustment dial 75.
  • the rotational speed mode includes, for example, the four modes described above: SP mode, H mode, A mode and idling mode.
  • SP mode the four modes described above: SP mode, H mode, A mode and idling mode.
  • H mode the four modes described above: SP mode, H mode, A mode and idling mode.
  • SP mode representing the SP mode is displayed.
  • the traveling mode display unit 413 displays the traveling mode.
  • the traveling mode represents the setting state of a traveling hydraulic motor using a variable displacement pump.
  • the traveling mode has a low speed mode and a high speed mode, and in the low speed mode, a mark representing a “turtle” is displayed, and in the high speed mode, a mark representing a “eyebrow” is displayed.
  • a mark representing "turtle” is displayed, and the operator can recognize that the low speed mode is set.
  • the attachment display unit 414 displays an image representing the attached attachment.
  • the shovel is equipped with various end attachments such as a bucket 6, a rock drilling machine, a grapple, and a lifting magnet.
  • the attachment display unit 414 displays, for example, marks that mark these end attachments and numbers corresponding to the attachments.
  • the bucket 6 is attached as the end attachment, and as shown in FIG. 6, the attachment display portion 414 is blank.
  • a rock drilling machine is attached as the end attachment, for example, a mark representing the rock drilling machine is displayed on the attachment display portion 414 together with a number indicating the magnitude of the output of the rock drilling machine.
  • Engine control state display unit 415 displays the control state of engine 11.
  • the “automatic deceleration / automatic stop mode” is selected as the control state of the engine 11.
  • the “automatic deceleration / automatic stop mode” means a control state in which the engine speed is automatically reduced according to the duration of a small engine load, and the engine 11 is automatically stopped.
  • the control state of the engine 11 includes an "automatic deceleration mode", an "automatic stop mode", a "manual deceleration mode” and the like.
  • the urea water remaining amount display unit 416 displays an image of the state of the remaining amount of urea water stored in the urea water tank. In the example shown in FIG. 6, a bar graph representing the current state of residual amount of urea water is displayed. The remaining amount of urea water is displayed based on the data output from the urea water remaining amount sensor provided in the urea water tank.
  • the remaining fuel amount display unit 417 displays the remaining amount of fuel stored in the fuel tank.
  • a bar graph representing the current state of remaining fuel is displayed.
  • the remaining amount of fuel is displayed based on data output from a remaining fuel amount sensor provided in the fuel tank.
  • the coolant temperature display unit 418 displays the temperature state of the engine coolant.
  • a bar graph representing the temperature state of the engine coolant is displayed.
  • the temperature of the engine cooling water is displayed based on the data output from the water temperature sensor 11 c provided in the engine 11.
  • the engine operating time display unit 419 displays the accumulated operating time of the engine 11. In the example shown in FIG. 6, the accumulation of the operation time after the driver restarts the count is displayed together with the unit "hr (hour)".
  • the engine operation time display unit 419 displays the lifetime operation time of the entire period after the shovel is manufactured or the section operation time after the count is restarted by the operator.
  • the captured image display unit 420 displays an image captured by the imaging device 80.
  • an image captured by the rear camera 80 ⁇ / b> B is displayed on the captured image display unit 420.
  • the captured image display unit 420 may display a captured image captured by the left camera 80L or the right camera 80R. Further, on the captured image display unit 420, images captured by a plurality of cameras among the left camera 80L, the right camera 80R, and the rear camera 80B may be displayed side by side. Furthermore, in the captured image display unit 420, a bird's-eye image or the like may be displayed on which the captured images captured by the left camera 80L, the right camera 80R, and the rear camera 80B are combined.
  • Each camera is installed so that a part of cover 3a of revolving super structure 3 is included in the picture to photo.
  • a part of the cover 3 a in the displayed image the operator can easily grasp the sense of distance between the object displayed on the photographed image display unit 420 and the shovel.
  • the captured image display unit 420 displays an imaging device icon 421 that indicates the orientation of the imaging device 80 that has captured the displayed captured image.
  • the imaging device icon 421 is configured of a shovel icon 421a that represents the shape of the shovel in a top view, and a band-like direction display icon 421b that indicates the direction of the imaging device 80 that has captured the captured image being displayed.
  • the direction display icon 421b is displayed on the lower side (the opposite side of the attachment) of the shovel icon 421a, and the photographed image display unit 420 displays an image of the rear of the shovel taken by the rear camera 80B. Is displayed. For example, when an image captured by the right camera 80R is displayed on the captured image display unit 420, the direction display icon 421b is displayed on the right side of the shovel icon 421a. Further, for example, when an image captured by the left camera 80L is displayed on the captured image display unit 420, the direction display icon 421b is displayed on the left side of the shovel icon 421a.
  • the operator can switch an image displayed on the photographed image display unit 420 to an image photographed by another camera by pressing an image switching switch provided in the cabin 10, for example.
  • the work guidance display unit 430 includes a position display image 431, a first target surface display image 432, a second target surface display image 433, and a numerical information image 434, and displays various operation information.
  • the position display image 431 is a bar graph in which a plurality of bars 431a are vertically arranged, and displays the distance from the attachment work site (for example, the tip of the bucket 6) to the target surface. In the present embodiment, according to the distance from the tip of the bucket 6 to the target surface, one of the seven bars is displayed in a color different from the other bars.
  • the second bar As the position of the work site displayed in the position display image 431, an arbitrary position in the left-right direction of the front end of the work site is set in advance.
  • the position of the work site to be displayed is, for example, the center, the left end, the right end, or the like of the tip of the work site.
  • the position of the displayed work site may be arbitrarily changed in the work content or the work site.
  • the relative distance between the back surface of the work site and the target surface may be displayed.
  • the position display image 431 may include a plurality of images so that the distance from the tip of the bucket 6 to the target surface can be displayed with higher accuracy.
  • a plurality of bar graphs may be displayed to indicate the relative distances between different positions in the left-right direction of the tip of the work site and the target surface. In this case, for example, a bar graph indicating the relative distance between the left end of the tip of the work site and the target surface, and a bar graph indicating the relative distance between the right end of the tip of the work site and the target surface are displayed.
  • the central bar (middle bar) among the plurality of bars 431a corresponds to the target surface. Therefore, only the central bar (middle bar) may be made different in color from the other bars in the vertical direction (the vertical direction in which the plurality of bars 431a are arranged in the position display image 431).
  • the target plane is set to the central region in the longitudinal direction of the plurality of bars 431a.
  • the upper bar serves as the bucket position display bar 431b according to the distance from the target surface.
  • the bar 431a is displayed in a different color.
  • the lower bar is similarly displayed as the bucket position display bar 431 b in a different color from the other bars 431 a according to the distance from the target surface. Ru.
  • the bucket position indicator bar 431b is displayed to move up and down according to the position of the tip of the bucket 6 with respect to the target surface and the distance to the target surface.
  • the first target surface display image 432 schematically displays the relationship between the bucket 6 and the target surface.
  • the bucket 6 and the target surface when the operator is sitting in the cabin 10 and looking forward of the shovel are schematically displayed by the bucket icon 451 and the target surface 452.
  • the bucket icon 451 is represented in a form in which the bucket 6 is viewed from the cabin 10.
  • the target plane 452 is displayed together with the inclination angle of the bucket 6 with respect to the actual target plane (10.0 ° in the example shown in FIG. 6).
  • the distance between the bucket icon 451 and the target surface 452 is displayed so as to change according to the distance from the tip of the actual bucket 6 to the target surface. Further, the inclination angle of the bucket 6 is also displayed so as to change according to the positional relationship between the actual bucket 6 and the target surface.
  • the operator can grasp the positional relationship between the bucket 6 and the target surface and the inclination angle of the target surface.
  • the target surface 452 may be displayed so as to be larger than the actual tilt angle in order to enhance the visibility of the operator.
  • the operator can recognize an approximate tilt angle from the target surface 452 displayed in the first target surface display image 432.
  • the actual tilt angle can be known by looking at the tilt angle numerically displayed under the target surface 452.
  • the second target surface display image 433 schematically displays the relationship between the bucket 6 and the target surface when viewed from the side.
  • a bucket icon 451 and a target surface 452 are displayed.
  • the bucket icon 451 is represented in a form in which the bucket 6 is viewed from the side.
  • the target surface 452 is displayed with an inclination angle (20.0 ° in the example shown in FIG. 6) with respect to the horizontal plane.
  • the distance between the bucket icon 451 and the target surface 452 is displayed so as to change according to the distance from the tip of the actual bucket 6 to the target surface.
  • the inclination angle is displayed so as to change according to the positional relationship between the actual bucket 6 and the target surface.
  • the operator can grasp the positional relationship between the bucket 6 and the target surface and the inclination angle of the target surface by viewing the second target surface display image 433.
  • the target surface 452 may be displayed so as to be larger than the actual inclination angle in order to increase the visibility of the operator.
  • the operator can recognize an approximate inclination angle from the target surface 452 displayed in the second target surface display image 433. Also, when the operator wants to know the correct tilt angle, the actual tilt angle can be known by looking at the tilt angle numerically displayed under the target surface 452.
  • the numerical information image 434 displays various numerical values indicating the positional relationship and the like between the tip of the bucket 6 and the target surface.
  • a turning angle (120.0 ° in the example shown in FIG. 6) with respect to the reference of the upper turning body 3 is displayed together with an icon indicating a shovel.
  • the height from the target surface to the tip of the bucket 6 (the distance in the vertical direction between the tip of the bucket 6 and the target surface, 0.23 m in the example shown in FIG. 6) is the target It is displayed with an icon indicating the positional relationship with the surface.
  • the positional relationship between an arbitrary part of the bucket, which is a preset work site, and the target surface is displayed as a numerical value.
  • plural sets of icons and numerical information may be displayed in parallel.
  • the non-operation-in-operation screen 41V1 described above is displayed on the image display unit 41 of the display device 40.
  • the operator can specifically confirm, as numerical information, the relative positional relationship between the bucket 6 and the target surface from various numerical values displayed in the numerical information image 434. Note that different numerical information other than the above may be displayed in the numerical information image 434.
  • FIG. 7 is a view exemplifying the in-operation screen 41V2 displayed on the image display unit 41 of the display device 40 in the embodiment.
  • an operation signal indicating that the controller 30 is operating is transmitted to the display device 40, and the in-operation screen 41V2 illustrated in FIG. 7 is displayed on the image display unit 41 of the display device 40. Is displayed.
  • the in-operation screen 41V2 is similar to the in-operation screen 41V1 in the time display portion 411, the rotational speed mode display portion 412, the travel mode display portion 413, the attachment display portion 414, and the engine control state display portion. 415, a urea water remaining amount display unit 416, a fuel remaining amount display unit 417, a cooling water temperature display unit 418, an engine operating time display unit 419, a photographed image display unit 420, and a work guidance display unit 430.
  • the non-operating screen 41V1 and the operating screen 41V2 are different in the configuration of the work guidance display unit 430.
  • the operation guidance display unit 430 of the in-operation screen 41V2 has a position display image 431, a first target surface display image 432, a second target surface display image 433, and a target surface display image 435.
  • the position display image 431 is displayed larger and the first target surface display image 432 and the second target surface display image 433 are displayed smaller than the non-operation screen 41V1.
  • the numerical value information image 434 displayed in the non-in-operation screen 41V1 is not displayed, and the target surface display image 435 is displayed.
  • each bar 431a in the in-operation screen 41V1 is enlarged and displayed.
  • a target surface display image 435 is displayed so as to be adjacent to the position display image 431.
  • the target surface display image 435 is composed of, for example, two regions 435a and 435b displayed in different colors, and the boundary between the region 435a and the region 435b represents the position of the target surface 452.
  • the target surface display image 435 may be composed of three or more areas displayed in different colors, and the position of the target surface 452 may be represented by any boundary.
  • the boundary between the area 435a and the area 435b representing the target surface 452 in the target surface display image 435 is formed at a position corresponding to the fourth bar 431a from the top in the position display image 431.
  • the position display image 431 is any one of the upper three bars according to the distance between the tip of the bucket 6 and the target surface when the tip of the bucket 6 is above the target surface. Is displayed as a bucket position display bar 431 b in a color different from that of the other bars 431 a. Also, in the position display image 431, when the tip of the bucket 6 exists in the vicinity of the target surface, the fourth bar from the top (from the bottom) has a color different from the other bars 431a as the bucket position display bar 431b. Is displayed. Further, when the tip of the bucket 6 exists below the target surface, the position display image 431 indicates one of the lower three bars according to the distance between the tip of the bucket 6 and the target surface. The bar 431 b is displayed in a color different from that of the other bars 431 a.
  • the position display image 431 is enlarged more than the in-operation screen V1 and is displayed together with the target surface display image 435. Therefore, the operator can easily grasp the positional relationship between the tip of the bucket 6 and the target surface while operating the bucket 6 without watching the screen 41V2 during operation. Therefore, the operator can perform the work accurately while confirming the positional relationship between the tip of the bucket 6 and the target surface.
  • the position display image 431 may be displayed superimposed on the target surface display image 435.
  • the positional relationship between the tip of the bucket 6 and the target surface can be grasped more easily.
  • a bar indicating the vicinity of a target surface in the position display image 431 may be displayed as a target surface display bar 431 c in a color different from the bucket position display bar 431 b or another bar 431 a.
  • Such display makes it possible to easily grasp the positional relationship between the tip of the bucket 6 and the target surface.
  • a display switching switch may be provided in the cabin 10 so that the operator can switch the display of the position display image 431 and the target surface display image 435 to the configuration shown in FIGS. 7 to 9.
  • the color of the target surface display bar 431c may be the same as that of the other bars 431a. Even in this case, the target surface is set to the central region in the longitudinal direction of the plurality of bars 431a.
  • the first target surface display image 432 and the second target surface display image 433 are reduced and displayed more than the non-operation screen 41V1.
  • the first target surface display image 432 and the second target surface display image 433 display numerical values such as the inclination angle of the target surface displayed on the non-operation screen 41V1 and the distance from the turning central axis to the tip of the bucket 6 It is omitted.
  • the operator can not gaze at the operating screen 41V2 while operating the attachment. It is difficult to confirm. Therefore, the display of each numerical value described above is omitted, and the first target surface display image 432 and the second target surface display image 433 are configured to display the simplified relationship between the bucket icon 451 and the target surface 452. There is.
  • the visibility of the first target surface display image 432 and the second target surface display image 433 is improved, and the operator confirms the positional relationship between the bucket 6 and the target surface during operation. While it is possible to work correctly.
  • the bucket icon 451 is shown in a form in which the actual shape of the bucket 6 is exaggerated. Further, the target surface 452 is displayed larger than the actual inclination angle. As described above, by exaggerating and displaying the actual positional relationship between the bucket 6 and the target surface, the operator can easily confirm the positional relationship between the bucket 6 and the target surface during the operation.
  • the content displayed on the image display unit 41 of the display device 40 is changed between when the attachment is being operated and when the attachment is not being operated.
  • the position display image 431 is enlarged and displayed together with the target surface display image 435 rather than during non-operation.
  • various numerical values displayed during non-operation become non-displayed during operation. Therefore, the operator can easily grasp the positional relationship between the bucket 6 and the target surface without looking at the image display unit 41 of the display device 40, and confirms the positional relationship between the bucket 6 and the target surface. While it is possible to work correctly.
  • the non-operating screen 41V1 and the operating screen 41V2 may have a fuel consumption display unit for displaying the fuel consumption and a hydraulic fluid temperature display unit for displaying the temperature state of the hydraulic fluid in the hydraulic fluid tank. Good.
  • the urea water remaining amount display unit 416, the fuel remaining amount display unit 417, and the cooling water temperature display unit 418 are displayed as a bar graph.
  • the display method of each area is not limited to that exemplified in this embodiment. Further, the arrangement and the like of the respective regions are not limited to the configuration exemplified in the present embodiment.

Landscapes

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Abstract

走行動作を行う下部走行体と、前記下部走行体に旋回自在に搭載される上部旋回体と、前記上部旋回体に搭載される運転室と、作業を行う作業部位を含むアタッチメントと、前記運転室内に設けられている表示装置と、を有し、前記表示装置は、前記作業部位の姿勢と作業目標面とを示す作業ガイダンス表示部を含む画像を表示し、前記アタッチメントの操作中と非操作中とで、前記作業ガイダンス表示部の表示内容を変更するショベル。

Description

ショベル
　本発明は、ショベルに関する。
　建設機械としてのショベルを操作する操作者には、アタッチメントによる掘削等の作業を効率的且つ正確に行うために、熟練した操作技術が要求される。そこで、ショベルの操作経験が少ない操作者でも作業を精度良く行うことができるように、ショベルの操作をガイドする機能（以下、「マシンガイダンス機能」と称する）を有するショベルが知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２０１４－１４８８９３号公報
　マシンガイダンス機能を有するショベルでは、例えば、運転席の斜め前方に設置されている表示装置の画面上に作業状態等の情報が表示される。ショベルの操作者は、表示装置に表示されている情報から、ショベルによる作業状態を確認できる。
　表示装置は、操作者の視界において邪魔になることがないように、その大きさが制限される。したがって、表示装置の画面は小さくなるため、操作者は表示装置の画面を注視しなければ欲しい情報を得られない場合がある。
　また、ショベルの操作者は、通常、運転席の前方に位置するバケットの爪先や掘削場所を見ながら操作を行うため、操作中に表示装置を長時間見ることはできない。したがって、ショベルの操作者が操作中に表示装置を見ることができる時間は極短時間であり、その時間内に表示装置に表示されている画像から所望する情報を確認することは難しい場合がある。
　本発明は上記に鑑みてなされたものであって、作業情報を確認しながら効率的且つ正確に作業を行うことが可能なショベルを提供することを目的とする。
　本発明の一態様に係るショベルによれば、走行動作を行う下部走行体と、前記下部走行体に旋回自在に搭載される上部旋回体と、前記上部旋回体に搭載される運転室と、作業を行う作業部位を含むアタッチメントと、前記運転室内に設けられている表示装置と、を有し、前記表示装置は、前記作業部位の姿勢と作業目標面とを示す作業ガイダンス表示部を含む画像を表示し、前記アタッチメントの操作中と非操作中とで、前記作業ガイダンス表示部の表示内容を変更する。
　本発明の実施形態によれば、作業情報を確認しながら効率的且つ正確に作業を行うことが可能なショベルが提供される。
実施形態におけるショベルを例示する側面図である。 実施形態におけるショベルのコントローラを含む接続構成を例示する図である。 実施形態におけるコントローラ及びマシンガイダンス装置の構成を例示する図である。 実施形態におけるショベルによる法面掘削作業を例示する図である。 実施形態におけるショベルのキャビン内の運転席から前方を見た様子を例示する図である。 実施形態における表示装置の非操作中画面を例示する図である。 実施形態における表示装置の操作中画面を例示する図である。 実施形態における表示装置の操作中画面を例示する図である。 実施形態における表示装置の操作中画面を例示する図である。
　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、実施形態におけるショベルを例示する側面図である。
　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（作業部位）としてバケット６が取り付けられている。エンドアタッチメントとしては、法面用バケット、浚渫用バケット、ブレーカ等が取り付けられてもよい。
　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、アーム角度センサＳ２、及びバケット角度センサＳ３を「姿勢センサ」と称することもある。
　ブーム角度センサＳ１は、ブーム４の回動角度を検出する。ブーム角度センサＳ１は、例えば、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。アーム角度センサＳ２は、例えば、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。バケット角度センサＳ３は、例えば、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。
　上部旋回体３は、エンジン１１等の動力源、車体傾斜センサＳ４が搭載され、カバー３ａにより覆われている。車体傾斜センサＳ４は、上部旋回体３の傾斜角度を検出する。車体傾斜センサＳ４は、例えば、水平面に対する傾斜を検出して、上部旋回体３の傾斜角度を検出する加速度センサである。
　上部旋回体３のカバー３ａ上部には、撮像装置８０が設けられている。撮像装置８０は、上部旋回体３からキャビン１０に向かって、左側を撮像する左側カメラ８０Ｌ、右側を撮像する右側カメラ８０Ｒ、後方を撮像する後方カメラ８０Ｂを有する。左側カメラ８０Ｌ、右側カメラ８０Ｒ、及び後方カメラ８０Ｂは、例えば、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子を有するデジタルカメラであり、それぞれ撮影した画像をキャビン１０内に設けられている表示装置４０に送る。
　上部旋回体３には、運転室としてのキャビン１０が設けられている。キャビン１０の頂部には、ＧＰＳ装置（ＧＮＳＳ受信機）Ｇ１が設けられている。ＧＰＳ装置Ｇ１は、ショベルの位置をＧＰＳ機能により検出し、位置データをコントローラ３０内のマシンガイダンス装置５０に供給する。また、キャビン１０内には、コントローラ３０、表示装置４０、音声出力装置４３、入力装置４５、及び記憶装置４７が設けられている。
　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。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ている。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ているプログラムを実行することで実現される。
　コントローラ３０は、ショベルの操作をガイドするマシンガイダンス装置５０としても機能する。マシンガイダンス装置５０は、例えば、操作者が設定した目標地形の表面である目標面とアタッチメントの作業部位との距離等といった作業情報を操作者に報知する。目標面とアタッチメントの作業部位との距離は、例えば、エンドアタッチメントとしてのバケット６の先端（爪先）、バケット６の背面、エンドアタッチメントとしてのブレーカの先端等と目標面との間の距離である。マシンガイダンス装置５０は、表示装置４０や音声出力装置４３等を介して、作業情報を操作者に報知し、ショベルの操作をガイドする。
　本実施形態では、マシンガイダンス装置５０がコントローラ３０に組み込まれているが、マシンガイダンス装置５０とコントローラ３０とは別に設けられてもよい。この場合、マシンガイダンス装置５０は、コントローラ３０と同様、ＣＰＵ及び内部メモリを含む演算処理装置で構成される。マシンガイダンス装置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。
　表示装置４０は、コントローラ３０に含まれるマシンガイダンス装置５０からの指令に応じて各種作業情報を含む画像を表示する。表示装置４０は、例えば、マシンガイダンス装置５０に接続される車載液晶ディスプレイである。
　音声出力装置４３は、コントローラ３０に含まれるマシンガイダンス装置５０からの音声出力指令に応じて各種音声情報を出力する。音声出力装置４３は、例えば、マシンガイダンス装置５０に接続される車載スピーカを含む。また、音声出力装置４３は、ブザー等の警報器を含んでもよい。
　入力装置４５は、ショベルの操作者がマシンガイダンス装置５０を含むコントローラ３０に各種情報を入力するための装置である。入力装置４５は、例えば、表示装置４０の表面に設けられるメンブレンスイッチを含んで構成される。また、入力装置４５は、タッチパネル等を含んで構成されてもよい。
　記憶装置４７は、各種情報を記憶するための装置である。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、マシンガイダンス装置５０を含むコントローラ３０等が出力する各種情報を記憶する。
　ゲートロックレバー４９は、キャビン１０のドアと運転席との間に設けられ、ショベルが誤って操作されるのを防止する機構である。操作者が運転席に乗り込んでゲートロックレバー４９を引き上げると、操作者はキャビン１０から退出できなくなると共に各種操作装置が操作可能になる。操作者がゲートロックレバー４９を押し下げると、操作者はキャビン１０から退出可能になると共に、各種操作装置は操作不能になる。
　図２は、実施形態におけるショベルのコントローラ３０を含む接続構成を例示する図である。
　表示装置４０は、キャビン１０に設けられ、マシンガイダンス装置５０から供給される作業情報等を含む画像を表示する。表示装置４０は、例えば、Controller Area Network (CAN)、Local Interconnect Network(LIN)等の通信ネットワーク、専用線等を介してマシンガイダンス装置５０を含むコントローラ３０に接続されている。
　表示装置４０は、画像表示部４１に表示する画像を生成する変換処理部４０ａを有する。変換処理部４０ａは、撮像装置８０から得られる画像データに基づいて画像表示部４１上に表示する撮影画像を含む画像を生成する。表示装置４０には、左側カメラ８０Ｌ、右側カメラ８０Ｒ、及び後方カメラ８０Ｂのそれぞれから画像データが入力される。
　また、変換処理部４０ａは、コントローラ３０から表示装置４０に入力される各種データのうち画像表示部４１に表示させるデータを画像信号に変換する。コントローラ３０から表示装置４０に入力されるデータは、例えば、エンジン冷却水の温度を示すデータ、作動油の温度を示すデータ、尿素水の残量を示すデータ、燃料の残量を示すデータ等を含む。
　変換処理部４０ａは、変換した画像信号を画像表示部４１に出力し、撮影画像や各種データに基づいて生成した画像を画像表示部４１に表示させる。
　なお、変換処理部４０ａは、表示装置４０ではなく、例えば、コントローラ３０に設けられてもよい。この場合、撮像装置８０は、コントローラ３０に接続される。
　表示装置４０は、入力部としてのスイッチパネル４２を有する。スイッチパネル４２は、各種ハードウェアスイッチを含むパネルである。スイッチパネル４２は、ライトスイッチ４２ａ、ワイパースイッチ４２ｂ、及びウィンドウォッシャスイッチ４２ｃを有する。
　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・消灯を切り替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・停止を切り替えるためのスイッチである。また、ウィンドウォッシャスイッチ４２ｃは、ウィンドウォッシャ液を噴射するためのスイッチである。
　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。また、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てエンジン１１を始動させる。
　エンジン１１は、メインポンプ１４及びパイロットポンプ１５に接続され、エンジン制御装置（ＥＣＵ）７４により制御される。ＥＣＵ７４からは、エンジン１１の状態を示す各種データ（例えば、水温センサ１１ｃで検出される冷却水温（物理量）を示すデータ等）がコントローラ３０に常時送信される。コントローラ３０は内部の一次記憶部（メモリ）３０ａにこのデータを蓄積し、適宜表示装置４０に送信できる。
　メインポンプ１４は、高圧油圧ラインを介して作動油をコントロールバルブ１７に供給するための油圧ポンプである。メインポンプ１４は、例えば、斜板式可変容量型油圧ポンプである。
　パイロットポンプ１５は、パイロットライン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る。パイロットポンプ１５は、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、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１７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、及び旋回用油圧モータ等に、メインポンプ１４が吐出する作動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、及び旋回用油圧モータを、「油圧アクチュエータ」という場合がある。
　操作レバー２６Ａ～２６Ｃは、キャビン１０内に設けられ、操作者によって油圧アクチュエータの操作に用いられる。操作レバー２６Ａ～２６Ｃが操作されると、パイロットポンプから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作動油が供給される。各パイロットポートには、対応する操作レバー２６Ａ～２６Ｃの操作方向及び操作量に応じた圧力の作動油が供給される。
　本実施形態では、操作レバー２６Ａは、ブーム操作レバーである。操作者が操作レバー２６Ａを操作すると、ブームシリンダ７を油圧駆動させて、ブーム４を操作できる。操作レバー２６Ｂは、アーム操作レバーである。操作者が操作レバー２６Ｂを操作すると、アームシリンダ８を油圧駆動させて、アーム５を操作できる。操作レバー２６Ｃは、バケット操作レバーである。操作者が操作レバー２６Ｃを操作すると、バケットシリンダ９を油圧駆動させて、バケット６を操作できる。なお、ショベルには、操作レバー２６Ａ～２６Ｃの他に、走行用油圧モータや旋回用油圧モータ等を駆動させる操作レバー、操作ペダル等が設けられてもよい。
　コントローラ３０は、例えば以下で説明する各種データを取得する。コントローラ３０が取得したデータは、一時記憶部３０ａに格納される。
　可変容量式油圧ポンプであるメインポンプ１４のレギュレータ１４ａは、斜板角度を示すデータをコントローラ３０に送る。また、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に送る。これらのデータ（物理量を表すデータ）は一時記憶部３０ａに格納される。また、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との間の管路に設けられている油温センサ１４ｃは、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に送る。
　圧力センサ１５ａ，１５ｂは、操作レバー２６Ａ～２６Ｃが操作された際にコントロールバルブ１７に送られるパイロット圧を検出し、検出したパイロット圧を示すデータをコントローラ３０に送る。操作レバー２６Ａ～２６Ｃには、スイッチボタン２７が設けられている。操作者は、操作レバー２６Ａ～２６Ｃを操作しながらスイッチボタン２７を操作することで、コントローラ３０に指令信号を送ることができる。
　ショベルのキャビン１０内には、エンジン回転数調整ダイヤル７５が設けられている。エンジン回転数調整ダイヤル７５は、エンジンの回転数を調整するためのダイヤルであり、例えば、エンジン回転数を段階的に切り替えることができる。本実施形態では、エンジン回転数調整ダイヤル７５は、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段階にエンジン回転数を切り替えることができるように設けられている。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に送る。なお、図２には、エンジン回転数調整ダイヤル７５によりＨモードが選択された状態が示されている。
　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で設定された回転数モードのエンジン回転数で一定回転数に制御される。
　次に、ショベルのコントローラ３０及びマシンガイダンス装置５０に設けられている各種機能について説明する。図３は、実施形態におけるコントローラ３０及びマシンガイダンス装置５０の構成を例示する図である。
　コントローラ３０は、エンジンコントローラ７４を含むショベル全体の動作を制御する。コントローラ３０は、ゲートロックレバー４９が押し下げられている状態では、ゲートロック弁４９ａを閉状態とし、ゲートロックレバー４９が引き上げられている状態では、ゲートロック弁４９ａを開状態とするように制御する。ゲートロック弁４９ａは、コントロールバルブ１７と操作レバー２６Ａ～２６Ｃ等との間の油路に設けられている切替弁である。ここでは、ゲートロック弁４９ａは、コントローラ３０からの指令によって開閉する構成になっているが、ゲートロックレバー４９と機械的に接続され、ゲートロックレバー４９の動作に応じて開閉する構成であってもよい。
　ゲートロック弁４９ａは、閉状態において、コントロールバルブ１７と操作レバー２６Ａ～２６Ｃ等との間の作動油の流れを遮断して操作レバー２６Ａ～２６Ｃ等の操作を無効にする。また、ゲートロック弁４９ａは、開状態において、コントロールバルブ１７と操作レバー等との間で作動油を連通させて操作レバー２６Ａ～２６Ｃ等の操作を有効にする。
　コントローラ３０は、ゲートロック弁４９ａが開状態となり、操作レバー２６Ａ～２６Ｃの操作が有効になった状態で、圧力センサ１５ａ，１５ｂによって検出されるパイロット圧から、各レバーの操作量を検出する。
　コントローラ３０は、ショベル全体の動作の制御に加えて、マシンガイダンス装置５０によるガイダンスを行うか否かを制御する。具体的には、コントローラ３０は、ショベルが休止中であると判定したときは、マシンガイダンス装置５０によるガイダンスを中止するように、マシンガイダンス装置５０にガイダンス中止指令を送る。
　また、コントローラ３０は、オートアイドルストップ指令をエンジンコントローラ７４に対して出力する際に、ガイダンス中止指令をマシンガイダンス装置５０に出力してもよい。あるいは、コントローラ３０は、ゲートロックレバー４９が押し下げられた状態にあると判定した場合に、ガイダンス中止指令をマシンガイダンス装置５０に出力してもよい。
　次に、マシンガイダンス装置５０について説明する。マシンガイダンス装置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、車体傾斜センサＳ４、ＧＰＳ装置Ｇ１、入力装置４５等から、コントローラ３０に供給される各種信号及びデータを受信する。
　マシンガイダンス装置５０は、受信した信号及びデータに基づいてバケット６等のアタッチメントの実際の動作位置を算出する。そして、マシンガイダンス装置５０は、アタッチメントの実際の動作位置と目標面とを比較し、例えばバケット６と目標面との間の距離等を算出する。マシンガイダンス装置５０は、ショベルの旋回中心軸からバケット６の爪先までの距離や、目標面の傾斜角度等も算出し、これらを作業情報として表示装置４０に送信する。
　なお、マシンガイダンス装置５０とコントローラ３０とが別に設けられている場合には、マシンガイダンス装置５０とコントローラ３０とは、ＣＡＮ（Controller Area Network）を通じて互いに通信可能に接続される。
　マシンガイダンス装置５０は、高さ算出部５０３、比較部５０４、表示制御部５０５、及びガイダンスデータ出力部５０６を有する。
　高さ算出部５０３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の検出信号から求められるブーム４、アーム５及びバケット６の角度から、バケット６の先端（爪先）の高さを算出する。
　比較部５０４は、高さ算出部５０３が算出したバケット６の先端（爪先）の高さと、ガイダンスデータ出力部５０６から出力されるガイダンスデータにおいて示される目標面の位置とを比較する。また、比較部５０４は、ショベルに対する目標面の傾斜角度を求める。高さ算出部５０３や比較部５０４において求められた各種データは、記憶装置４７に記憶される。
　表示制御部５０５は、比較部５０４によって求められたバケット６の高さや目標面の傾斜角度等を、作業情報として表示装置４０に送信する。表示装置４０は、撮像装置８０から送られる撮影画像と共に、表示制御部５０５から送られる作業情報を画面に表示する。表示装置４０の表示画面構成については後述する。また、表示制御部５０５は、バケット６が目標面よりも低い位置になった場合等には、音声出力装置４３を介して操作者に警報を発することができる。
　図４は、実施形態におけるショベルがバケット６により法面（傾斜面）を掘削する作業を行っている様子を例示する図である。また、図５は、実施形態におけるショベルのキャビン１０内の運転席から前方を見た様子を例示する図である。
　図５に示すように、キャビン１０の前面の窓からは、バケット６を見ることができる。キャビン１０には、中央に運転席１０ａが設けられ、その両脇に操作レバー２６Ａ，２６Ｂが配置されている。操作者は、運転席１０ａに座って、左手で操作レバー２６Ａを操作し、右手で操作レバー２６Ｂを操作することで、バケット６を所望の位置に移動させて掘削作業を行う。
　運転席１０ａの右前方（前面の窓の右下）には、表示装置４０の画像表示部４１及びスイッチパネル４２が配置されている。ショベルの操作者は、視界に入る画像表示部４１から作業情報を読み取りつつ、窓の外のバケット６を見ながら両手で操作レバー２６Ａ，２６Ｂ等を操作することになる。
　ここで、操作者は、操作中は窓の外のバケット６を注視することになるため、視界に入っている画像表示部４１に表示されている情報を細部まで読み取るのは困難である。そこで、本実施形態では、アタッチメントの操作中と非操作中とで、表示装置４０の画像表示部４１に表示される内容が変更される。
　ショベルにおける操作中又は非操作中の判定は、コントローラ３０が圧力センサ１５ａ，１５ｂの検出結果に基づいて行う。例えば、コントローラ３０は、操作レバー２６Ａ～２６Ｃの何れかが操作され、圧力センサ１５ａ，１５ｂによって検出されるパイロット圧が所定値以上となった場合にアタッチメントが操作中であると判定する。また、コントローラ３０は、圧力センサ１５ａ，１５ｂによって検出されるパイロット圧が所定値未満の場合にはアタッチメントが非操作中であると判定する。
　このように、コントローラ３０は、センサ１５ａ，１５ｂによって検出されるパイロット圧からアタッチメントの操作状態を判定し、アタッチメントが操作されていない状態を「非操作中」と判定する。また、コントローラ３０は、アタッチメントが操作されている状態を「操作中」と判定する。コントローラ３０は、アタッチメントが非操作中であるか、操作中であるかを示す操作信号を表示装置４０に送信する。
　なお、コントローラ３０による非操作中と操作中との判定基準は、上記とは異なってもよい。コントローラ３０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からの出力信号の変化に基づいて、アタッチメントの操作状態を判定してもよい。また、例えば、アーム５及びバケット６の何れかが操作されている状態を操作中とし、ブーム４が操作されている状態であっても、アーム５及びバケット６が操作されていなければ非操作中と判定してもよい。また、ゲートロックレバーの状態に応じて、操作中であるか非操作中であるかを判定してもよい。
　表示装置４０の変換処理部４０ａは、コントローラ３０から送信される非操作中又は操作中であることを示す操作信号に応じて、画像表示部４１に表示する内容を変更する。具体的には、アクチュエータの非操作中には、マシンガイダンス装置５０から送信される作業情報を詳細に表示し、アクチュエータの操作中には作業情報等の表示内容を簡略化する。
　このように、本実施形態では、ショベルの操作中と非操作中とで、表示装置４０の画像表示部４１の表示内容を変更し、操作中における画像表示部４１の表示内容を簡略化することで、操作者が操作しながらでも必要な情報を読み取れるようになっている。
　次に、表示装置４０に表示される画面構成について説明する。
　図６は、実施形態における表示装置４０の画像表示部４１に表示される非操作中画面４１Ｖ１を例示する図である。
　図６に示すように、非操作中画面４１Ｖ１は、時刻表示部４１１、回転数モード表示部４１２、走行モード表示部４１３、アタッチメント表示部４１４、エンジン制御状態表示部４１５、尿素水残量表示部４１６、燃料残量表示部４１７、冷却水温表示部４１８、エンジン稼働時間表示部４１９、撮影画像表示部４２０、作業ガイダンス表示部４３０を有する。各部に表示される画像は、表示装置４０の変換処理部４０ａによって、コントローラ３０から送信される各種データ及び撮像装置８０から送信される撮影画像から生成される。
　時刻表示部４１１は、現在の時刻を表示する。図６に示す例では、デジタル表示が採用され、現在時刻（１０時５分）が示されている。
　回転数モード表示部４１２は、エンジン回転数調整ダイヤル７５によって設定されている回転数モードを画像表示する。回転数モードは、例えば、上記した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。
　走行モード表示部４１３は、走行モードを表示する。走行モードは、可変容量ポンプを用いた走行油圧モータの設定状態を表す。例えば、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、操作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部４１４は、装着されているアタッチメントを表す画像を表示する。ショベルには、バケット６、削岩機、グラップル、リフティングマグネット等の様々なエンドアタッチメントが装着される。アタッチメント表示部４１４は、例えば、これらのエンド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。本実施形態では、エンドアタッチメントとしてバケット６が装着されており、図６に示すように、アタッチメント表示部４１４は空欄となっている。エンドアタッチメントとして削岩機が装着されている場合には、例えば、アタッチメント表示部４１４には削岩機を象ったマークが、削岩機の出力の大きさを示す数字と共に表示される。
　エンジン制御状態表示部４１５は、エンジン１１の制御状態を表示する。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。
　尿素水残量表示部４１６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。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。
　燃料残量表示部４１７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。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、燃料タンクに設けられている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。
　冷却水温表示部４１８は、エンジン冷却水の温度状態を表示する。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に設けられている水温センサ１１ｃが出力するデータに基づいて表示される。
　エンジン稼働時間表示部４１９は、エンジン１１の累積稼働時間を表示する。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（時間）」と共に表示されている。エンジン稼働時間表示部４１９には、ショベルが製造されてから全期間の生涯稼働時間又は操作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が表示される。
　撮影画像表示部４２０は、撮像装置８０によって撮影された画像を表示する。図６に示す例では、撮影画像表示部４２０に、後方カメラ８０Ｂによって撮影された画像が表示されている。撮影画像表示部４２０には、左側カメラ８０Ｌ又は右側カメラ８０Ｒによって撮像された撮像画像が表示されてもよい。また、撮影画像表示部４２０には、左側カメラ８０Ｌ、右側カメラ８０Ｒ、及び後方カメラ８０Ｂのうち複数のカメラによって撮影された画像が並ぶように表示されてもよい。さらに、撮影画像表示部４２０には、左側カメラ８０Ｌ、右側カメラ８０Ｒ、及び後方カメラ８０Ｂによってそれぞれ撮像された撮像画像が合成された俯瞰画像等が表示されてもよい。
　なお、各カメラは、撮影する画像に、上部旋回体３のカバー３ａの一部が含まれるように設置されている。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、撮影画像表示部４２０に表示される物体とショベルとの間の距離感を把握し易くなる。
　撮影画像表示部４２０には、表示中の撮影画像を撮影した撮像装置８０の向きを表す撮像装置アイコン４２１が表示されている。撮像装置アイコン４２１は、ショベルの上面視の形状を表すショベルアイコン４２１ａと、表示中の撮像画像を撮像した撮像装置８０の向きを表す帯状の方向表示アイコン４２１ｂとで構成されている。
　図６に示す例では、ショベルアイコン４２１ａの下側（アタッチメントの反対側）に方向表示アイコン４２１ｂが表示されており、撮影画像表示部４２０には、後方カメラ８０Ｂによって撮影されたショベルの後方の画像が表示されていることが表されている。例えば、撮影画像表示部４２０に右側カメラ８０Ｒによって撮影された画像が表示されている場合には、ショベルアイコン４２１ａの右側に方向表示アイコン４２１ｂが表示される。また、例えば撮影画像表示部４２０に左側カメラ８０Ｌによって撮影された画像が表示されている場合には、ショベルアイコン４２１ａの左側に方向表示アイコン４２１ｂが表示される。
　操作者は、例えばキャビン１０内に設けられている画像切替スイッチを押下することで、撮影画像表示部４２０に表示する画像を他のカメラにより撮影された画像等に切り替えることができる。
　なお、ショベルに撮像装置８０が設けられていない場合には、撮影画像表示部４２０の代わりに、異なる情報が表示されてもよい。
　作業ガイダンス表示部４３０は、位置表示画像４３１、第１目標面表示画像４３２、第２目標面表示画像４３３、数値情報画像４３４を含み、各種作業情報を表示する。
　位置表示画像４３１は、複数のバー４３１ａが上下に配列されたバーグラフであり、アタッチメントの作業部位（例えばバケット６の先端）から目標面までの距離を表示する。本実施形態では、バケット６の先端から目標面までの距離に応じて、７つのバーのうち一つが、他のバーとは異なる色で表示されるバケット位置表示バー４３１ｂ（図６では上から３つ目のバー）となる。ここで、位置表示画像４３１に表示される作業部位の位置は、作業部位先端の左右方向における任意の位置が予め設定されている。表示される作業部位の位置は、例えば、作業部位先端の中央部、左端部、又は右端部等である。また、表示される作業部位の位置は、作業内容や作業現場において任意に変更されてもよい。また、作業部位の背面部と目標面との相対距離を表示してもよい。なお、位置表示画像４３１は、バケット６の先端から目標面までの距離をより高精度に表示できるように、複数の画像を含んでもよい。例えば、複数のバーグラフを表示して、それぞれに作業部位先端の左右方向における異なる位置と目標面との相対距離を示してもよい。この場合には、例えば、作業部位先端の左端部と目標面との相対距離を示すバーグラフと、作業部位先端の右端部と目標面との相対距離を示すバーグラフとを表示する。作業者が作業部位と目標面との位置関係をより詳細に把握することが可能になる。ここで、複数のバー４３１ａのうち中央のバー（真ん中のバー）は、目標面に対応する。このため、縦方向（位置表示画像４３１において複数のバー４３１ａが並ぶ上下方向）で、中央のバー（真ん中のバー）のみを他のバーと異なる色にしてもよい。このように、目標面は、複数のバー４３１ａの縦方向の中央領域に設定される。
　位置表示画像４３１において表示されるバーグラフでは、例えば、バケット６の先端が目標面より上に存在する場合には、目標面からの距離に応じて上側のバーがバケット位置表示バー４３１ｂとして他のバー４３１ａとは異なる色で表示される。また、バケット６の先端が目標面より下に存在する場合には、同様に目標面からの距離に応じて下側のバーがバケット位置表示バー４３１ｂとして他のバー４３１ａとは異なる色で表示される。このように、バケット位置表示バー４３１ｂは、バケット６の先端の目標面に対する位置及び目標面までの距離に応じて上下に動くように表示される。操作者は、位置表示画像４３１を見ることで、バケット６の先端の目標面に対する位置及び目標面までの距離を把握できる。
　第１目標面表示画像４３２は、バケット６と目標面との関係を模式的に表示する。第１目標面表示画像４３２には、操作者がキャビン１０に座ってショベルの前方を見たときのバケット６と目標面とが、バケットアイコン４５１及び目標面４５２とで模式的に表示される。バケットアイコン４５１は、バケット６をキャビン１０から見た形で表されている。目標面４５２は、実際の目標面に対するバケット６の傾斜角度（図６に示す例では１０．０°）と共に表示される。バケットアイコン４５１と目標面４５２との間隔は、実際のバケット６の先端から目標面までの距離に応じて変化するように表示される。また、バケット６の傾斜角度も同様に、実際のバケット６と目標面との位置関係に応じて変化するように表示される。
　操作者は、第１目標面表示画像４３２を見ることで、バケット６と目標面との位置関係や、目標面の傾斜角度を把握できる。なお、第１目標面表示画像４３２には、操作者の視認性を高めるために、実際の傾斜角度よりも大きくなるように目標面４５２を表示してもよい。操作者は、第１目標面表示画像４３２に表示される目標面４５２から大体の傾斜角度を認識できる。また、操作者は、正確な傾斜角度を知りたい場合には、目標面４５２の下に数値表示されている傾斜角度を見ることで、実際の傾斜角度を知ることができる。
　第２目標面表示画像４３３は、側面から見たときのバケット６と目標面との関係を模式的に表示する。第２目標面表示画像４３３には、バケットアイコン４５１、目標面４５２が表示される。バケットアイコン４５１は、バケット６を側面から見た形で表されている。目標面４５２は、水平面に対する傾斜角度（図６に示す例では２０．０°）と共に表示される。バケットアイコン４５１と目標面４５２との間隔は、実際のバケット６の先端から目標面までの距離に応じて変化するように表示される。また、傾斜角度は、実際のバケット６と目標面との位置関係に応じて変化するように表示される。
　操作者は、第２目標面表示画像４３３を見ることで、バケット６と目標面との位置関係や、目標面の傾斜角度を把握できる。なお、第２目標面表示画像４３３には、操作者の視認性を高めるために、実際の傾斜角度よりも大きくなるように目標面４５２を表示してもよい。操作者は、第２目標面表示画像４３３に表示される目標面４５２から大体の傾斜角度を認識できる。また、操作者は、正確な傾斜角度を知りたい場合には、目標面４５２の下に数値表示されている傾斜角度を見ることで、実際の傾斜角度を知ることができる。
　数値情報画像４３４は、バケット６の先端と目標面との位置関係等を示す各種数値を表示する。数値情報画像４３４には、上部旋回体３の基準に対する旋回角度（図６に示す例では１２０．０°）がショベルを示すアイコンと共に表示されている。また、数値情報画像４３４には、目標面からバケット６の先端までの高さ（バケット６の先端と目標面との垂直方向の距離であり、図６に示す例では０．２３ｍ）が、目標面との位置関係を示すアイコンと共に表示されている。図６では、予め設定された作業部位であるバケットの任意の箇所と目標面との位置関係が数値で表示されている。作業部位の刃先、もしくは、背面の左右両端と目標面との位置関係をそれぞれ数値で表示したい場合には、アイコンと数値情報の複数組を並列に表示してもよい。
　ショベルの非操作中には、以上で説明した非操作中画面４１Ｖ１が表示装置４０の画像表示部４１に表示される。操作者は、数値情報画像４３４に表示される各種数値から、バケット６と目標面との相対的位置関係等を、数値情報として具体的に確認することができる。なお、数値情報画像４３４には、上記以外の異なる数値情報が表示されてもよい。
　図７は、実施形態における表示装置４０の画像表示部４１に表示される操作中画面４１Ｖ２を例示する図である。
　操作者によってアタッチメントが操作されると、コントローラ３０が操作中であることを示す操作信号を表示装置４０に送信し、図７に例示される操作中画面４１Ｖ２が表示装置４０の画像表示部４１に表示される。
　図７に示すように、操作中画面４１Ｖ２は、非操作中画面４１Ｖ１と同様に、時刻表示部４１１、回転数モード表示部４１２、走行モード表示部４１３、アタッチメント表示部４１４、エンジン制御状態表示部４１５、尿素水残量表示部４１６、燃料残量表示部４１７、冷却水温表示部４１８、エンジン稼働時間表示部４１９、撮影画像表示部４２０、作業ガイダンス表示部４３０を有する。
　非操作中画面４１Ｖ１と操作中画面４１Ｖ２とは、作業ガイダンス表示部４３０の構成が異なる。操作中画面４１Ｖ２の作業ガイダンス表示部４３０は、位置表示画像４３１、第１目標面表示画像４３２、第２目標面表示画像４３３、目標面表示画像４３５を有する。操作中画面４１Ｖ２では、非操作中画面４１Ｖ１に比べて、位置表示画像４３１が大きく表示され、第１目標面表示画像４３２及び第２目標面表示画像４３３が小さく表示される。また、操作中画面４１Ｖ２では、非操作中画面４１Ｖ１において表示されていた数値情報画像４３４が表示されず、目標面表示画像４３５が表示される。
　操作中画面４１Ｖ２における位置表示画像４３１は、非操作中画面４１Ｖ１における各バー４３１ａが拡大して表示される。また、位置表示画像４３１の隣に並ぶように、目標面表示画像４３５が表示されている。このように、作業ガイダンス表示部４３０における表示内容の変更方法として、例えば、位置表示画像４３１の表示形態が変化する。
　目標面表示画像４３５は、例えば異なる色で表示される２つの領域４３５ａ，４３５ｂで構成され、領域４３５ａと領域４３５ｂとの境界が目標面４５２の位置を表している。なお、目標面表示画像４３５は、異なる色で表示される３つ以上の領域で構成され、何れかの境界で目標面４５２の位置を表してもよい。
　本実施形態では、目標面表示画像４３５において目標面４５２を表す領域４３５ａと領域４３５ｂとの境界が、位置表示画像４３１において上から４つ目のバー４３１ａに対応する位置に形成されている。
　このような構成において、位置表示画像４３１は、バケット６の先端が目標面よりも上に存在する場合には、バケット６の先端と目標面との距離に応じて上側３つのバーのうち何れかがバケット位置表示バー４３１ｂとして他のバー４３１ａとは異なる色で表示される。また、位置表示画像４３１は、バケット６の先端が目標面近傍に存在する場合には、上から（下から）４つ目のバーがバケット位置表示バー４３１ｂとして他のバー４３１ａとは異なる色で表示される。また、位置表示画像４３１は、バケット６の先端が目標面より下に存在する場合には、バケット６の先端と目標面との距離に応じて下側３つのバーのうち何れかがバケット位置表示バー４３１ｂとして他のバー４３１ａとは異なる色で表示される。
　このように、操作中画面４１Ｖ２では、位置表示画像４３１が非操作中画面Ｖ１よりも拡大され、さらに目標面表示画像４３５と共に表示される。このため、操作者は、操作中画面４１Ｖ２を注視することなく、バケット６を操作しながら、バケット６の先端と目標面との位置関係を容易に把握することが可能になる。したがって、操作者は、バケット６の先端と目標面との位置関係を確認しながら正確に作業を行うことが可能になる。
　なお、図８に示すように、位置表示画像４３１は、目標面表示画像４３５の上に重ねて表示されてもよい。位置表示画像４３１と目標面表示画像４３５とが重ねて表示されることで、バケット６の先端と目標面との位置関係をより容易に把握することが可能になる。また、図９に示すように、位置表示画像４３１において目標面近傍を示すバーを、目標面表示バー４３１ｃとしてバケット位置表示バー４３１ｂや他のバー４３１ａとは異なる色で表示してもよい。このような表示により、バケット６の先端と目標面との位置関係を容易に把握することが可能になる。さらに、例えば、操作者が位置表示画像４３１及び目標面表示画像４３５の表示を図７から図９に示す構成に切り替えられるように、キャビン１０内に表示切替スイッチが設けられてもよい。操作者が見易い表示構成に適宜切り替えることで、より正確に作業を行うことが可能になる。なお、目標面表示バー４３１ｃの色を他のバー４３１ａと同じ色にしてもよい。この場合でも、目標面は、複数のバー４３１ａの縦方向の中央領域に設定される。
　また、操作中画面４１Ｖ２の作業ガイダンス表示部４３０では、非操作中画面４１Ｖ１よりも、第１目標面表示画像４３２及び第２目標面表示画像４３３が縮小されて表示される。第１目標面表示画像４３２及び第２目標面表示画像４３３には、非操作中画面４１Ｖ１では表示されていた目標面の傾斜角度や旋回中心軸からバケット６の先端までの距離等といった数値表示が省略されている。
　例えば上記した各数値が第１目標面表示画像４３２及び第２目標面表示画像４３３に表示されたとしても、操作者はアタッチメントの操作中には操作中画面４１Ｖ２を注視できないため、これらの数値を確認することが困難である。そこで、上記した各数値の表示を省略し、第１目標面表示画像４３２及び第２目標面表示画像４３３を、バケットアイコン４５１と目標面４５２との関係を簡略化して表示するように構成している。
　数値が省略されることで、第１目標面表示画像４３２及び第２目標面表示画像４３３の見易さが向上し、操作者は、操作中においてバケット６と目標面との位置関係を確認しながら、正確に作業を行うことが可能になる。
　また、第１目標面表示画像４３２及び第２目標面表示画像４３３には、バケットアイコン４５１が、実際のバケット６の形状を誇張した形で示されている。また、目標面４５２は、実際の傾斜角度よりも大きく表示されている。このように、実際のバケット６と目標面との位置関係を誇張して表示することにより、操作者が操作中にバケット６と目標面との位置関係を確認し易くなる。
　以上で説明したように、本実施形態におけるショベルでは、アタッチメントの操作中と非操作中とで、表示装置４０の画像表示部４１に表示される内容が変更される。操作中には、非操作中よりも位置表示画像４３１が拡大されて目標面表示画像４３５と共に表示される。また、非操作中には表示されていた各種数値が操作中には非表示となる。したがって、操作者は、表示装置４０の画像表示部４１を注視しなくても、バケット６と目標面との位置関係を容易に把握することができ、バケット６と目標面との位置関係を確認しながら、正確に作業を行うことが可能になる。
　なお、非操作中画面４１Ｖ１及び操作中画面４１Ｖ２は、上記以外に、燃費を表示する燃費表示部、作動油タンク内の作動油の温度状態を表示する作動油温表示部等を有してもよい。図６及び図７に示す例では、尿素水残量表示部４１６、燃料残量表示部４１７、及び冷却水温表示部４１８がバーグラフ表示されているが、例えば針表示等であってもよく、各領域の表示方式は本実施形態に例示されるものに限られない。また、各領域の配置等は、本実施形態において例示される構成に限られない。
　以上、実施形態に係るショベルについて説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変形及び改良が可能である。
　本国際出願は、２０１５年９月１５日に出願された日本国特許出願２０１５－１８２１６０号に基づく優先権を主張するものであり、日本国特許出願０１５－１８２１６０号の全内容を本国際出願に援用する。
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
１０　キャビン（運転室）
４０　表示装置
８０　撮像装置
４２０　撮影画像表示部
４３０　作業ガイダンス表示部
４３１　位置表示画像
４３４　数値情報画像
４３５　目標面表示画像

Claims (9)

  1. 　走行動作を行う下部走行体と、
    　前記下部走行体に旋回自在に搭載される上部旋回体と、
    　前記上部旋回体に搭載される運転室と、
    　作業を行う作業部位を含むアタッチメントと、
    　前記運転室内に設けられている表示装置と、を有し、
    　前記表示装置は、前記作業部位の姿勢と作業目標面とを示す作業ガイダンス表示部を含む画像を表示し、前記アタッチメントの操作中と非操作中とで、前記作業ガイダンス表示部の表示内容を変更する
    ことを特徴とするショベル。
  2. 　前記表示装置は、前記作業部位と目標面との位置関係を示す位置表示画像を前記作業ガイダンス表示部に表示し、前記アタッチメントの操作中は、前記アタッチメントの非操作中よりも、前記位置表示画像を拡大して表示する
    ことを特徴とする請求項１に記載のショベル。
  3. 　前記表示装置は、前記アタッチメントの操作中は、前記目標面の上側を示す領域と、前記目標面の下側を示す領域とが異なる色で示される目標面表示画像を、前記位置表示画像と共に前記作業ガイダンス表示部に表示する
    ことを特徴とする請求項２に記載のショベル。
  4. 　前記表示装置は、前記位置表示画像を、前記目標面表示画像の上に重ねて表示する
    ことを特徴とする請求項３に記載のショベル。
  5. 　前記表示装置は、前記アタッチメントの操作中は、前記アタッチメントによる作業に関する数値情報を前記作業ガイダンス表示部に表示し、前記アタッチメントの非操作中は、前記数値情報を非表示にする
    ことを特徴とする請求項１に記載のショベル。
  6. 　周囲を撮像する撮像装置を有し、
    　前記表示装置は、前記撮像装置による撮影画像を表示する撮影画像表示部を含む画像を表示する
    ことを特徴とする請求項１に記載のショベル。
  7. 　前記位置表示画像は、予め設定されている前記作業部位の左右方向の位置と目標面との位置関係を示す
    ことを特徴とする請求項２に記載のショベル。
  8. 　前記位置表示画像は、それぞれ予め設定されている前記作業部位の左右方向の異なる位置と目標面との位置関係を示す複数の画像を含む
    ことを特徴とする請求項２に記載のショベル。
  9. 　前記位置表示画像の縦方向の中央領域に、前記目標面が設定されている
    ことを特徴とする請求項２に記載のショベル。
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