WO2017170382A1 - ショベル - Google Patents

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WO2017170382A1
WO2017170382A1 PCT/JP2017/012361 JP2017012361W WO2017170382A1 WO 2017170382 A1 WO2017170382 A1 WO 2017170382A1 JP 2017012361 W JP2017012361 W JP 2017012361W WO 2017170382 A1 WO2017170382 A1 WO 2017170382A1
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WO
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bucket
display
distance
target surface
display unit
Prior art date
Application number
PCT/JP2017/012361
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English (en)
French (fr)
Inventor
泉川　岳哉
Original Assignee
住友建機株式会社
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Publication date
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Priority to JP2018507978A priority patent/JP6862421B2/ja
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Priority to EP17774919.9A priority patent/EP3438355A4/en
Publication of WO2017170382A1 publication Critical patent/WO2017170382A1/ja
Priority to US16/143,938 priority patent/US10934689B2/en

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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
    • E02F9/264—Sensors and their calibration for indicating the position of the work tool
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R1/00—Optical viewing arrangements; Real-time viewing arrangements for drivers or passengers using optical image capturing systems, e.g. cameras or video systems specially adapted for use in or on vehicles
    • B60R1/20—Real-time viewing arrangements for drivers or passengers using optical image capturing systems, e.g. cameras or video systems specially adapted for use in or on vehicles
    • B60R1/22—Real-time viewing arrangements for drivers or passengers using optical image capturing systems, e.g. cameras or video systems specially adapted for use in or on vehicles for viewing an area outside the vehicle, e.g. the exterior of the vehicle
    • B60R1/28—Real-time viewing arrangements for drivers or passengers using optical image capturing systems, e.g. cameras or video systems specially adapted for use in or on vehicles for viewing an area outside the vehicle, e.g. the exterior of the vehicle with an adjustable field of view
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F3/00—Dredgers; Soil-shifting machines
    • E02F3/04—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
    • E02F3/28—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging tools mounted on a dipper- or bucket-arm, i.e. there is either one arm or a pair of arms, e.g. dippers, buckets
    • E02F3/30—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging tools mounted on a dipper- or bucket-arm, i.e. there is either one arm or a pair of arms, e.g. dippers, buckets with a dipper-arm pivoted on a cantilever beam, i.e. boom
    • E02F3/32—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging tools mounted on a dipper- or bucket-arm, i.e. there is either one arm or a pair of arms, e.g. dippers, buckets with a dipper-arm pivoted on a cantilever beam, i.e. boom working downwardly and towards the machine, e.g. with backhoes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R2300/00—Details of viewing arrangements using cameras and displays, specially adapted for use in a vehicle
    • B60R2300/10—Details of viewing arrangements using cameras and displays, specially adapted for use in a vehicle characterised by the type of camera system used
    • B60R2300/105—Details of viewing arrangements using cameras and displays, specially adapted for use in a vehicle characterised by the type of camera system used using multiple cameras
    • 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

Definitions

  • the present invention relates to an excavator.
  • An excavator having a machine guidance function displays, for example, a relative distance of a bucket to a target surface on a screen of a display device installed obliquely in front of a driver's seat.
  • an excavator that provides measurement reference points for measuring the bucket position at a plurality of locations of the bucket, calculates the measurement reference point closest to the target surface, and displays the relative distance of the bucket position closest to the target surface with respect to the target surface.
  • the relative distance is displayed on one (one) distance display section.
  • the above-mentioned excavator is configured to display the relative distance to the target surface at the bucket position closest to the target surface in one distance information section. For this reason, the bucket position closest to the target surface is automatically switched by the change in the bucket position and the change in the target surface accompanying excavation. Then, the operator cannot intuitively determine which position of the bucket the relative distance displayed on the distance display unit is relative to the target surface.
  • the operator of the excavator usually works while looking at the toe of the bucket located in front of the driver's seat and the excavation site, so the display device cannot be seen for a long time during the work. Therefore, the time that the operator of the shovel can see the display device during work is extremely short, and it may be difficult to recognize desired information from the image displayed on the display device within that time.
  • an object of the present invention to provide an excavator having a display device that can accurately and intuitively grasp the relative distance of the bucket to the target surface even if the operator does not concentrate on the display screen.
  • a lower traveling body that performs traveling operation;
  • An upper swing body that is rotatably mounted on the lower traveling body;
  • An attachment including a boom, an arm, and a bucket attached to the upper swing body;
  • a guidance device for guiding the operation of the attachment;
  • a shovel having a display device for displaying information on work by the attachment,
  • the guidance device is provided with an excavator characterized by displaying a plurality of distance indicating sections schematically indicating a relative distance from a target surface on the display device in correspondence with the width direction of the bucket.
  • the relative distance of the bucket to the target surface can be accurately and intuitively grasped without the operator concentrating on the display screen.
  • FIG. 1 is a side view illustrating an excavator in the embodiment.
  • the upper swing body 3 is mounted on the lower traveling body 1 of the excavator via the swing 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 (working part).
  • a slope bucket, a bucket, a breaker, or the like may be attached.
  • the boom 4, the arm 5, and the bucket 6 constitute an excavation 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 “attitude sensors”.
  • the boom angle sensor S1 detects the rotation angle of the boom 4.
  • the boom angle sensor S ⁇ b> 1 is an acceleration sensor that detects, for example, an inclination with respect to a horizontal plane and detects a rotation 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 S2 is an acceleration sensor that detects the rotation angle of the arm 5 with respect to the boom 4 by detecting an inclination with respect to the horizontal plane, for example.
  • the bucket angle sensor S3 detects the rotation angle of the bucket 6.
  • the bucket angle sensor S3 is an acceleration sensor that detects the rotation angle of the bucket 6 with respect to the arm 5 by detecting an inclination with respect to the horizontal plane, for example.
  • the bucket angle sensor S3 When the excavation attachment includes a bucket tilt mechanism, the bucket angle sensor S3 additionally detects the rotation angle of the bucket 6 around 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 that detects a stroke amount of a corresponding hydraulic cylinder, and a rotary encoder that detects a rotation angle around a connecting pin. Etc.
  • the upper turning body 3 is mounted with a power source such as the engine 11 and a vehicle body tilt sensor S4, and is covered with a cover 3a.
  • the vehicle body tilt sensor S4 detects the tilt angle of the upper swing body 3.
  • the vehicle body inclination sensor S4 is, for example, an acceleration sensor that detects an inclination angle of the upper swing body 3 by detecting an inclination with respect to a horizontal plane.
  • a GPS device (GNSS receiver) G1 is provided above the cover 3a of the upper swing body 3.
  • the GPS devices G ⁇ b> 1 and G ⁇ b> 2 detect the position and orientation of the excavator using a GPS function, and supply 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 excavator.
  • the controller 30 includes an arithmetic processing unit that includes a CPU and an internal memory. Various functions of the controller 30 are realized by the CPU executing programs stored in the internal memory.
  • the controller 30 also functions as a machine guidance device 50 that guides the operation of the excavator.
  • the machine guidance device 50 notifies the operator of work information such as the distance between the target surface that is the surface of the target terrain set by the operator and the work site of the attachment, for example.
  • the distance between the target surface and the work site of the attachment is, for example, the distance between the tip (toe) of the bucket 6 as an end attachment and the back surface of the bucket 6 and the target surface.
  • the machine guidance device 50 notifies the operator of work information via the display device 40, the audio output device 43, etc., and guides the operation of the excavator.
  • 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.
  • 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 pieces of work information in response to a command from the machine guidance device 50 included in the controller 30.
  • the display device 40 is an in-vehicle liquid crystal display connected to the machine guidance device 50, for example.
  • the voice output device 43 outputs various types of voice information in response to a voice output command from the machine guidance device 50 included in the controller 30.
  • the audio output device 43 includes, for example, an in-vehicle speaker connected to the machine guidance device 50.
  • the audio output device 43 may include an alarm device such as a buzzer.
  • the input device 45 is a device for an excavator operator 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 or the like.
  • the storage device 47 is a device for storing various information.
  • the storage device 47 is a non-volatile storage medium such as a semiconductor memory, for example.
  • the storage device 47 stores various information output by the controller 30 including the machine guidance device 50.
  • the gate lock lever 49 is a mechanism that is provided between the door of the cabin 10 and the driver's seat and prevents the shovel from being operated accidentally. When the operator gets into the driver's seat and pulls up the gate lock lever 49, the operator cannot exit the cabin 10 and can operate various operation devices. When the operator depresses the gate lock lever 49, the operator can leave the cabin 10 and the various operation devices cannot be operated.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a connection configuration including the excavator controller 30 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 a communication network such as Controller Area Network (CAN) and Local Interconnect Network (LIN), a dedicated line, and 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 40a 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.
  • 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, and the like. 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 various data.
  • the conversion processing unit 40a may be provided in the controller 30 instead of the display device 40, for example.
  • the display device 40 includes a switch panel 42 as an input unit.
  • the switch panel 42 is a panel including various hardware switches.
  • the switch panel 42 includes 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 operation / stop of the wiper.
  • the window washer switch 42c is a switch for injecting window washer fluid.
  • the display device 40 operates by receiving power from the storage battery 70.
  • the storage battery 70 is charged with electric power generated by the alternator 11a (generator) of the engine 11.
  • the electric power of the storage battery 70 is also supplied to the electrical components 72 of the excavator other than the controller 30 and 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 is controlled by an engine control unit (ECU) 74.
  • ECU engine control unit
  • 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) is constantly transmitted from the ECU 74 to the controller 30.
  • the controller 30 accumulates this data in an internal temporary storage unit (memory) 30a and can transmit it to the display device 40 as appropriate.
  • the main pump 14 is a hydraulic pump for supplying hydraulic oil to the control valve 17 through 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 excavator.
  • the control valve 17 selectively supplies hydraulic oil discharged from the main pump 14 to, for example, the boom cylinder 7, the arm cylinder 8, the bucket cylinder 9, the traveling hydraulic motor, and the turning hydraulic motor.
  • 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 actuator”.
  • the operation levers 26A to 26C are provided in the cabin 10 and are used by the operator to operate the hydraulic actuator.
  • the hydraulic oil is supplied from the pilot pump to the pilot ports of the flow control valves corresponding to the hydraulic actuators.
  • Each pilot port is supplied with hydraulic oil having a pressure corresponding to the operation direction and operation amount of the corresponding operation lever 26A to 26C.
  • the operation lever 26A is a boom operation lever.
  • the boom cylinder 7 can be hydraulically driven to operate the boom 4.
  • the operation lever 26B is an arm operation lever.
  • the arm cylinder 8 can be hydraulically driven to operate the arm 5.
  • the operation lever 26C is a bucket operation lever.
  • the bucket cylinder 9 can be hydraulically driven to operate the bucket 6.
  • the excavator may be provided with an operation lever, an operation pedal, and the like for driving a traveling hydraulic motor, a turning hydraulic motor, and the like.
  • the controller 30 acquires various data described below, for example.
  • the data acquired by the controller 30 is stored in the temporary storage unit 30a.
  • the oil temperature sensor 14c provided in the pipe line between the main pump 14 and the tank storing the hydraulic oil sucked by the main pump 14 stores data representing the temperature of the hydraulic oil flowing through the pipe line. Send to.
  • the pressure sensors 15a and 15b detect the pilot pressure sent to the control valve 17 when the operation levers 26A to 26C are operated, and send data indicating the detected pilot pressure to the controller 30.
  • Switch buttons 27 are provided on the operation 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 excavator cabin 10.
  • 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 that the engine speed can be switched in four stages: SP mode, H mode, A mode, and idling mode.
  • the engine speed adjustment dial 75 sends data indicating the setting state of the engine speed to the controller 30.
  • FIG. 2 shows a state where the H mode is selected by the engine speed adjustment dial 75.
  • the SP mode is a rotation speed mode that is selected when priority is given to the amount of work, and uses the highest engine speed.
  • the H mode is a rotation speed mode that is selected when both the work amount and the fuel consumption are desired, and uses the second highest engine speed.
  • the A mode is a rotation speed mode that is selected when it is desired to operate the shovel with low noise while giving priority to fuel consumption, and uses the third highest engine speed.
  • the idling mode is a rotation speed mode that is selected when the engine is desired to be in an idling state, and uses the lowest engine speed.
  • the engine 11 is controlled to a constant rotational speed at 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 configuration of the controller 30 and the machine guidance device 50 in the embodiment.
  • the controller 30 controls the operation of the entire excavator including the engine controller 74.
  • the controller 30 controls the gate lock valve 49a to be closed when the gate lock lever 49 is depressed, 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.
  • the gate lock valve 49a is configured to open and close in response to a command from the controller 30, but is mechanically connected to the gate lock lever 49 and opens and closes according to the operation of the gate lock lever 49. Also good.
  • the gate lock valve 49a blocks the flow of hydraulic oil between the control valve 17 and the operation levers 26A to 26C and invalidates the operation of the operation levers 26A to 26C. Further, in the open state, the gate lock valve 49a allows hydraulic oil to communicate between the control valve 17 and the operation lever to enable the operation of the operation levers 26A to 26C.
  • 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 or not to perform guidance by the machine guidance device 50 in addition to controlling the operation of the entire shovel. Specifically, when it is determined that the excavator is at rest, the controller 30 sends a guidance stop command to the machine guidance device 50 so as to stop 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 auto 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 a 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 tilt sensor S4, the GPS device G1, the input device 45, and the like.
  • the machine guidance device 50 receives information regarding the shape of the bucket 6 input by the input device 45.
  • the information regarding the shape of the bucket 6 includes information such as the opening height and width of the bucket 6, the distance from the toe to the back, and the length of the nail.
  • the machine guidance device 50 causes the storage device 47 to store target surface information including the depth of the target surface and the angle of the target surface input by the input device 45.
  • the target surface information may be three-dimensional terrain data. In this case, it is desirable that the terrain data is associated with latitude, longitude, and altitude.
  • the machine guidance device 50 calculates the actual operation position of the attachment such as the bucket 6 based on the received signal and data. Then, the machine guidance device 50 compares the actual operation position of the attachment with the target surface, and calculates, for example, a distance between the bucket 6 and the target surface. The machine guidance device 50 also calculates the distance from the pivot center 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 work information.
  • the machine guidance device 50 and the controller 30 are provided separately, the machine guidance device 50 and the controller 30 are 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 calculation unit 503 calculates the height of the tip (toe) 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.
  • the comparison unit 504 of the present embodiment compares the height of the toe center position of the bucket 6 as the “representative position” with the position of the target surface. Further, the comparison unit 504 is configured so that the heights of the left and right positions of the toe of the bucket 6 as “positions other than the representative position” (specifically, the positions of the left end and the right end of the toe), The position of the target surface with respect to the left and right positions and the height of the back surface of the bucket 6 and the position of the target surface are compared.
  • the comparison unit 504 calculates the relative distance between the representative position of the bucket 6 and the target surface at the “position other than the representative position” of the bucket 6. Various data obtained by the comparison unit 504 is stored in the storage device 47.
  • the display control unit 505 transmits the height of the bucket 6 obtained by the comparison unit 504, the relative distance from the target surface, and the like to the display device 40 as work information.
  • the display device 40 displays the work information sent from the display control unit 505 on the screen.
  • the display screen configuration of the display device 40 will be described later.
  • the display control unit 505 changes the notification content on the display screen of the display device 40 in accordance with the relative distance between an arbitrary position (the toe center position, the back position, etc.) of the bucket 6 and the target surface.
  • the notification sound to the operator can be changed via the audio output device 43.
  • the display control unit 505 displays an alarm on the display screen of the display device 40 or alerts the operator via the audio output device 43 when the bucket 6 is at a position lower than the target surface. Can be issued.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a state in which the excavator in the embodiment is performing an operation of excavating a slope (inclined surface) with the bucket 6.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a state of looking forward from the driver's seat in the excavator cabin 10 according to the embodiment.
  • the bucket 6 can be seen from the front window of the cabin 10.
  • the cabin 10 is provided with a driver's seat 10a in the center, and operation levers 26A and 26B are arranged on both sides thereof.
  • the operator sits in the driver's seat 10a, operates the operation lever 26A with the left hand, and operates the operation lever 26B with the right hand, thereby moving the bucket 6 to a desired position and performing excavation work.
  • the image display unit 41 and the switch panel 42 of the display device 40 are disposed in the front right 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 work information from the image display unit 41 entering the field of view and looking at the bucket 6 outside the window.
  • the image display unit 41 of the display device 40 displays a plurality of distance instruction units indicating relative distances from the target surface in correspondence with the width direction of the bucket 6. Such display control will be described below.
  • FIG. 6 is a diagram showing a display example on the display screen 41S when the bucket 6 is located away from the target surface in the slope excavation work.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a display example on the display screen 41 ⁇ / b> S when the bucket 6 approaches the target surface in the slope excavation work.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating a display example on the display screen 41 ⁇ / b> S when the bucket 6 is in a position that coincides with the target surface in the slope excavation work.
  • FIG. 9 is a diagram showing a display example on the display screen 41S when the back surface of the bucket 6 is in a position in contact with the target surface in the slope excavation work.
  • the display screen 41S includes a first target surface display image 410, a second target surface display image 420, and a distance display area 430, and displays various work information.
  • the first target surface display image 410 schematically displays the relationship between the bucket 6 and the target surface.
  • the bucket 6 and the target plane when the operator sits in the cabin 10 and looks at the front of the excavator are schematically displayed with the bucket icon 600 and the target plane TL.
  • the bucket icon 600 is represented when the bucket 6 is viewed from the cabin 10.
  • the target surface TL may be displayed together with the inclination angle of the bucket 6 with respect to the actual target surface.
  • the distance DR and the distance DL between the bucket icon 600 and the target surface TL are displayed so as to change according to the actual distance from the tip of the bucket 6 to the target surface.
  • the inclination angle of the bucket 6 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 looking at the first target surface display image 410.
  • the distance DR from the toe right side 6R position of the bucket icon 600 to the target surface TL, and the tip of the bucket icon 600 It can be visually recognized that the distance DL from the left 6L position to the target surface TL is different.
  • the second target plane display image 420 schematically displays the relationship between the bucket 6 and the target plane when viewed from the side.
  • a bucket icon 600 and a target plane TL are displayed.
  • the bucket icon 600 is represented in a form in which the bucket 6 is viewed from the side.
  • the target surface TL may be displayed together with an inclination angle with respect to the horizontal plane.
  • a distance DS between the bucket icon 600 and the target surface TL is a distance from the position 6S of the tip of the toe center of the bucket icon 600 shown in the first target surface display image 410 to the target surface TL.
  • the distance DS is displayed so as to change according to the distance from the actual toe center position of the 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 looking at the second target surface display image 420.
  • the distance display area 430 includes a plurality of distance instruction units 431 that schematically indicate the distance from the target surface, corresponding to the width direction of the bucket 6.
  • the distance instruction part 431 arranged at the center position is a graph display part 432 as a first distance display part.
  • the distance instruction units 431 arranged on both sides of the graph display unit 432 are distance indicator display units 433 serving as second distance display units.
  • the right side is a distance indicator display unit 433R, and the left side is a distance indicator display unit 433L.
  • the graph display unit 432 displays the distance from the center position of the toe of the bucket 6 as the representative position to the target surface.
  • the graph display unit 432 of the present embodiment displays the distance from the center 6S position of the toe center of the bucket icon 600 shown in the first target surface display image 410 to the target surface TL.
  • the graph display unit 432 is a bar graph in which display segments 432a serving as a plurality of display units are arranged in parallel in the vertical direction at regular intervals.
  • one of the 15 display segments 432a is displayed in a color (for example, black) different from that of the other bars according to the distance from the center position of the toe of the bucket 6 to the target surface.
  • the segment 432a displayed in a different color is a bucket position display unit (the fourth display unit from the top in FIG. 10).
  • the bucket position display unit is displayed so as to move up and down according to the distance from the center position of the toe of the bucket 6 to the target surface.
  • the eighth display segment 432a from the top is the position of the target plane.
  • a target instruction section 432b representing the position of the target plane is arranged.
  • the bucket position display section becomes the eighth display segment 432a as shown in FIG. 8, and the display segment 432a may be displayed in green or the like.
  • the bucket position display unit may be displayed in a color indicating a warning such as red.
  • the bucket 6 has a distance DR from the toe right side 6R position of the bucket icon 600 to the target surface TL and a distance DL from the toe left side 6L position to the target surface TL as shown in the first target surface display image 410 of FIG. May be different.
  • the distance indicator display unit 433R of the present embodiment displays the distance between the toe right side position of the bucket 6 and the target surface.
  • the distance indicator display unit 433L displays the distance between the toe left side position of the bucket 6 and the target surface.
  • the distance indicator display part 433R and the distance indicator display part 433L are one display bar extending in the vertical direction.
  • the distance indicator display unit 433R and the distance indicator display unit 433L display different colors according to the distance from the left and right toe positions of the bucket 6 to the target surface.
  • the distance indicator display unit 433R and the distance indicator display unit 433L are displayed in, for example, white when the bucket 6 is far from the target surface TL as shown in FIG. As shown in FIG. 7, when the position 6L on the left side of the toe of the bucket 6 coincides with the target surface TL, the distance indicator display portion 433L is displayed in green, for example. At this time, the distance indicator display unit 433R remains white. As shown in FIG. 8, when both the toe right side 6R position and the toe left side 6L position of the bucket 6 coincide with the target surface TL, the distance indicator display portions 433R and 433L are displayed in green.
  • the distance indicator display unit 433R and the distance indicator display unit 433L of the present embodiment also display the distance between the back surface of the bucket 6 and the target surface.
  • the bucket 6 during excavation work may have a back surface 6 b of the bucket 6 in contact with the target surface TL. At this time, the toe position of the bucket 6 is above the target surface TL.
  • the distance indicator display unit 433R and the distance indicator display unit 433L are arranged so that the back surface 6b of the bucket 6 which is a position other than the representative position is in contact with the target surface TL and enters the lower side of the target surface TL.
  • the insides of the indicator display portions 433L and 433R are made red, for example, to alert the operator.
  • the controller 30 can issue an alarm to the operator via the audio output device 43.
  • the display density can be changed periodically (blinking or blinking), or the shape of the bar can be changed (thickening or lengthening). Good. Visibility can be further improved by appropriately combining color change, blinking or blinking, and shape change.
  • the range in which the color is changed may be not only the contact location but the entire bucket 6. In this way, by changing the schematic display form based on the position information other than the representative position, even if the portion of the bucket 6 other than the representative position has entered below the target surface TL, the operation is performed. The person can quickly stop the operation. Thereby, generation
  • the operator intuitively determines the distance from the center position of the toe of the bucket 6 to the target surface, and the distance from the right position of the toe of the bucket 6 and the left position of the toe to the target surface. I can grasp. Further, the distance indicator display units 433R and 433L display that the back surface of the bucket 6 is in contact with the target surface by changing the display form (changing the color). Therefore, the operator can easily distinguish between FIG. 9 and FIG. 6 where the toe position of the bucket 6 is the same, and can perform highly accurate and efficient excavation work along the target surface.
  • FIG. 10 is a diagram showing another display example on the display screen 41S when the bucket 6 is located away from the target surface in the slope excavation work.
  • FIG. 11 is a diagram showing another display example on the display screen 41S when the back surface of the bucket 6 is in a position in contact with the target surface in the slope excavation work.
  • description of the display configuration common to FIGS. 6 to 9 will be omitted, and the description will focus on the differences.
  • a distance display area 440 different from the above-described distance display area 430 is displayed in the left area of the display screen 41S shown in FIG.
  • the distance display area 440 allows the distance between the toe center position, the toe right side position, and the toe left side position of the bucket 6 and the target surface to be separately viewed.
  • the distance display area 440 includes a plurality of distance instruction sections 441 that schematically indicate the distance between each point of the bucket 6 and the target surface, corresponding to the width direction of the bucket 6.
  • the distance instruction unit 441 arranged at the center position is a graph display unit 442 as a first distance display unit.
  • the distance instruction units 441 arranged on both sides of the graph display unit 442 are graph display units 443 as a second distance display unit.
  • the right side is a graph display unit 443R, and the left side is a graph display unit 443L.
  • the first distance display unit and the second distance display unit have the same display form.
  • the graph display unit 442 is a bar graph in which a plurality of display segments 442a are arranged in parallel at regular intervals in the vertical direction.
  • the graph display unit 442 displays the distance from the center position of the toe of the bucket 6 to the target surface.
  • one of the 15 display segments 442a is displayed in a color (for example, black) different from the other bars according to the distance from the center position of the toe of the bucket 6 to the target surface.
  • the segment 442a displayed in a different color is a bucket position display unit (the fifth display unit from the top in FIG. 10).
  • the bucket position display unit is displayed so as to move up and down according to the distance from the center position of the toe of the bucket 6 to the target surface.
  • the graph display unit 443R and the graph display unit 443L have the same display configuration as the graph display unit 442 described above.
  • the eighth display segments 442a and 443a from the top are the positions of the target planes.
  • target instruction units 442b, 443b representing the position of the target surface are arranged.
  • the graph display unit 442 may display the display segment 442a of the bucket position display unit in green or the like as shown in FIG.
  • the bucket position display unit may be displayed in a color indicating a warning such as red.
  • the same display form as that of the graph display unit 442 described above is implemented.
  • the distance display area 440 includes a display area 444 provided separately from the distance instruction unit 441.
  • the display area 444 is an area that becomes the background of the distance instruction unit 441.
  • the display area 444 of the present embodiment displays the distance between the back surface of the bucket 6 and the target surface.
  • the back surface 6b of the bucket 6 may come into contact with the target surface TL.
  • the toe position of the bucket 6 is located above the target surface TL.
  • the inside of the frame of the display area 444 is made red, for example, to alert the operator.
  • the controller 30 can issue an alarm to the operator via the audio output device 43.
  • the display density may be changed periodically (blinking or blinking), or the shape of the frame may be changed (thickened). Visibility can be further improved by appropriately combining color change, blinking or blinking, and shape change.
  • you may change the color of the contact location of the back surface 6b of the bucket 6 into red, for example.
  • the range in which the color is changed may be not only the contact location but the entire bucket 6.
  • FIG. 12 is a diagram showing still another display example on the display screen 41S when the bucket 6 is in a position away from the target surface in the slope excavation work.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating still another display example on the display screen 41S when the back surface of the bucket 6 is in a position in contact with the target surface in the slope excavation work.
  • description of the display configuration common to FIGS. 6 to 11 will be omitted, and differences will be mainly described.
  • a distance display area 450 different from the above-described distance display area 430 is displayed in the left area of the display screen 41S shown in FIG.
  • the distance display area 450 is configured so that the distance between each of the toe right side position and the toe left side position of the bucket 6 and the target surface can be visually recognized separately.
  • the distance display area 450 includes a plurality of distance instruction sections 451 that schematically indicate the distances between the points of the bucket 6 and the target surface, corresponding to the width direction of the bucket 6.
  • the distance instruction unit 451 arranged on the right side is a graph display unit 452R as a first distance display unit.
  • the distance instruction unit 451 arranged on the left side is a graph display unit 452L as a first distance display unit.
  • the graph display unit 452R is a bar graph in which a plurality of display segments 452a are arranged in parallel at regular intervals in the vertical direction.
  • the graph display unit 452R displays the distance from the right side of the toe of the bucket 6 to the target surface.
  • one of the 15 display segments 452a is displayed in a color (for example, black) different from that of the other bars according to the distance from the right position on the toe of the bucket 6 to the target surface.
  • the segment 452a displayed in a different color is a bucket position display section (the fourth display section from the top in FIG. 12).
  • the bucket position display unit is displayed so as to move up and down according to the distance from the toe right side position of the bucket 6 to the target surface.
  • the graph display unit 452L has the same display configuration as the graph display unit 452R described above.
  • the eighth display segment 452a from the top is the position of the target plane.
  • a target instruction section 452b representing the position of the target surface is arranged.
  • the graph display unit 452R may display the display segment 452a of the bucket position display unit in green or the like as shown in FIG. 8 when the right side of the toe of the bucket 6 matches the target surface.
  • the graph display portion 452L when the left side of the toe of the bucket 6 coincides with the target surface, the same display is performed.
  • the bucket position display unit When the bucket 6 falls below the target plane, the bucket position display unit may be displayed in a color indicating a warning such as red.
  • the distance display area 450 includes a display area 453 provided separately from the distance instruction unit 451.
  • the display area 453 is an area that becomes the background of the distance instruction unit 451.
  • the display area 453 of this embodiment displays the distance between the back surface of the bucket 6 and the target surface.
  • the back surface 6b of the bucket 6 may come into contact with the target surface TL during the excavation work.
  • the toe position of the bucket 6 is above the target surface TL.
  • the controller 30 can issue an alarm to the operator via the audio output device 43.
  • the display density may be changed periodically (blinking or blinking), or the shape of the frame may be changed (thickened). Visibility can be further improved by appropriately combining color change, blinking or blinking, and shape change.
  • you may change the color of the contact location of the back surface 6b of the bucket 6 into red, for example.
  • the range in which the color is changed may be not only the contact location but the entire bucket 6.
  • the display screen 41S may include a fuel consumption display unit that displays fuel consumption, a hydraulic oil temperature display unit that displays the temperature state of the hydraulic oil in the hydraulic oil tank, and the like. Moreover, you may have a urea water residual amount display part, a fuel residual amount display part, a cooling water temperature display part, etc. Furthermore, the display method of each area is not limited to that exemplified in this embodiment. In addition, the arrangement of the regions is not limited to the configuration exemplified in the present embodiment. Further, in the case of an excavator equipped with an imaging device, the display screen 41S may display a camera image in addition to the above.
  • FIG. 14 is a diagram illustrating another example of an image displayed on the image display unit 41.
  • the display screen 41S shown in FIG. 14 includes 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, a urea water remaining amount display unit 416, a fuel.
  • a remaining amount display unit 417, a cooling water temperature display unit 418, an engine operating time display unit 419, a captured image display unit 460, and a work guidance display unit 470 are included.
  • the time display unit 411 displays the current time. In the example shown in FIG. 14, the current time (10: 5) is shown.
  • Rotation speed mode display unit 412 displays the rotation speed mode.
  • the symbol “SP” representing the SP mode is displayed.
  • Travel mode display unit 413 displays a travel mode.
  • the traveling mode includes a low speed mode and a high speed mode, and a “turtle” mark is displayed in the low speed mode, and a “ ⁇ ” mark is displayed in the high speed mode.
  • a “turtle” mark is displayed.
  • the attachment display unit 414 displays an image representing the attached attachment, for example.
  • the engine control state display unit 415 displays the control state of the engine 11.
  • “automatic deceleration / automatic stop mode” is selected as the control state of the engine 11.
  • the “automatic deceleration / automatic stop mode” automatically reduces the engine speed according to the duration of the low engine load, and automatically stops the engine 11 when the low engine load continues. This means the control state to be made.
  • the control state of the engine 11 includes “automatic deceleration mode”, “automatic stop mode”, “manual deceleration mode”, and the like.
  • the urea water remaining amount display section 416 displays a bar graph indicating the remaining amount of urea water stored in the urea water tank.
  • the fuel remaining amount display portion 417 displays a bar graph indicating the remaining amount of fuel stored in the fuel tank.
  • the cooling water temperature display unit 418 displays a bar graph indicating the temperature state of the engine cooling water.
  • the engine operating time display unit 419 displays the accumulated operating time of the engine 11.
  • the engine operation time display unit 419 displays the accumulated operation time since the excavator was manufactured or the accumulated operation time after the timer was restarted by the operator.
  • the captured image display unit 460 displays an image captured by the imaging device, and displays an image captured by, for example, a rear monitoring camera, a left side monitoring camera, a right side monitoring camera, or the like.
  • an imaging device icon 461 indicating the orientation of the imaging device that captured the image being displayed is displayed.
  • the imaging device icon 461 includes a shovel icon 461a that represents the shape of the top view of the shovel and a band-shaped direction display icon 461b that represents the orientation of the imaging device that captured the image being displayed.
  • a direction display icon 461 b is displayed below the excavator icon 461 a (opposite side of the attachment), and the captured image display unit 460 displays the rear image of the excavator captured by the rear monitoring camera. Is displayed.
  • the operator can switch the image displayed on the captured image display unit 460 to an image captured by another camera, for example, by pressing an image switching button provided in the cabin 10.
  • the rotation speed mode display unit 412, the traveling mode display unit 413, the attachment display unit 414, the engine control state display unit 415, and the imaging device icon 461 constitute a setting state display unit that indicates the setting state of the excavator.
  • the urea water remaining amount display unit 416, the fuel remaining amount display unit 417, the cooling water temperature display unit 418, and the engine operating time display unit 419 constitute an operation state display unit that indicates the operation state of the excavator.
  • an image including a plurality of distance instruction units 451 indicating the relative distance from the target surface corresponding to the width direction of the bucket 6 described above with reference to FIG. 12 is displayed. Is done.
  • the numerical information image 471 the relative angle (30.0 °) of the orientation of the shovel with respect to the target surface is displayed together with an icon indicating the shovel.
  • a preset relative distance (0.23 m) between the toe right position or the toe left position of the bucket 6 and the target surface is displayed together with a predetermined icon.
  • the image shown in FIG. 12 is displayed on the image display unit 41.
  • the image shown in FIG. 14 is displayed on the image display unit 41. You may be made to do. Whether or not the excavator is operated can be determined by the controller 30 based on the detection results of the pressure sensors 15a and 15b, for example.

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Abstract

走行動作を行う下部走行体と、下部走行体に旋回自在に搭載される上部旋回体と、上部旋回体に取り付けられたブーム、アーム、及びバケットを含むアタッチメントと、アタッチメントの操作をガイダンスするガイダンス装置と、アタッチメントによる作業に関する情報が表示される表示装置とを有するショベルであって、ガイダンス装置は、バケットの幅方向に対応して、目標面との相対的な距離を模式的に示す複数の距離指示部を表示装置に表示する。

Description

ショベル
　本発明は、ショベルに関する。
　マシンガイダンス機能を有するショベルは、運転席の斜め前方に設置された表示装置の画面上に例えばバケットの目標面に対する相対距離を表示している。
　例えば、バケット位置を計測する計測基準点をバケットの複数箇所に設け、目標面に最も近い計測基準点を算出して、目標面と最も近いバケット位置の目標面に対する相対距離を表示するショベルがある（例えば特許文献１参照）。相対距離は、１つ（１本）の距離表示部に表示される。
特許第５４７６４５０号公報
　上述のショベルは、目標面と最も近いバケット位置の目標面に対する相対距離を１つの距離情報部に表示する構成である。そのため、目標面と最も近いバケット位置が、掘削に伴うバケット位置の変化及び目標面の変化によって自動的に切り替わってしまう。すると操作者は、距離表示部に表示されている相対距離が、バケットのどの位置の目標面に対する相対距離かを直感的に判断できない。
　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作業を行うため、作業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作業中に表示装置を見ることの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た画像から所望する情報を認識することは難しい場合がある。
　そこで、操作者が表示画面に意識を集中しなくても、バケットの目標面に対する相対距離を正確に且つ直感的に把握できる表示装置を有するショベルを提供することを目的とする。
　上述の目的を達成するために、本発明の一実施形態によれば、
　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、
　前記上部旋回体に取り付けられたブーム、アーム、及びバケットを含むアタッチメントと、
　該アタッチメントの操作をガイダンスするガイダンス装置と、
　前記アタッチメントによる作業に関する情報が表示される表示装置と
　を有するショベルであって、
　前記ガイダンス装置は、前記バケットの幅方向に対応して、目標面との相対的な距離を模式的に示す複数の距離指示部を前記表示装置に表示することを特徴とするショベルが提供される。
　開示した実施形態によれば、操作者が表示画面に意識を集中しなくても、バケットの目標面に対する相対距離を正確に且つ直感的に把握できる。
実施形態におけるショベルを例示する側面図である。 ショベルのコントローラを含む接続構成を例示する図である。 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。 ショベルによる法面掘削作業を例示する図である。 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。 バケットが目標面から離れた位置にある場合の表示例を示す図である。 バケットが目標面に近づいてきた場合の表示例を示す図である。 バケットが目標面と一致した位置にある場合の表示例を示す図である。 バケットの背面が目標面に接触した位置にある場合の表示例を示す図である。 バケットが目標面から離れた位置にある場合の別の表示例を示す図である。 バケットの背面が目標面に接触した位置にある場合の別の表示例を示す図である。 バケットが目標面から離れた位置にある場合の更に別の表示例を示す図である。 バケットの背面が目標面に接触した位置にある場合の更に別の表示例を示す図である。 画像表示部に表示される画像の別の例を示す図である。
　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、ＧＰＳ装置（ＧＮＳＳ受信機）Ｇ１が設けられている。ＧＰＳ装置Ｇ１、Ｇ２は、ショベルの位置と向きを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）、及びバケット６の背面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、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、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。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は内部の一時記憶部（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、入力装置４５により入力されたバケット６の形状に関する情報を受信する。バケット６の形状に関する情報とは、バケット６の開口高さと開口幅、爪先から背面までの距離、及び爪の長さなどの情報を含む。また、マシンガイダンス装置５０は、入力装置４５により入力された目標面の深さや目標面の角度を含む目標面情報を記憶装置４７に記憶させる。目標面情報は３次元の地形データであってよい。この場合、地形データは緯度、経度、高度に関連づけられていることが望ましい。
　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。本実施形態の比較部５０４は、「代表位置」としてのバケット６の爪先中央位置の高さと目標面との位置を比較する。また、比較部５０４は、「代表位置以外の位置」としてのバケット６の爪先の左右位置のそれぞれの高さ（具体的には、爪先の左側端部の位置と右側端部の位置）、と、該左右位置に対する目標面との位置、及びバケット６の背面の高さと目標面との位置を比較する。
　比較部５０４は、バケット６の代表位置における目標面との相対距離と、バケット６の「代表位置以外の位置」における目標面との相対距離を算出する。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、目標面との相対距離などを、作業情報として表示装置４０に送信する。表示装置４０は、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。表示制御部５０５は、バケット６の任意の位置（爪先中央位置、背面の位置等）と目標面との相対的な距離に対応して、表示装置４０の表示画面上に報知内容を変更したり、音声出力装置４３を介して操作者への報知音を変更したりすることができる。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、表示装置４０の表示画面上に警報を表示したり、音声出力装置４３を介して操作者に警報を発したりすることができる。
　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、表示装置４０の画像表示部４１は、バケット６の幅方向に対応して、目標面との相対的な距離を示す複数の距離指示部を表示する。以下にそのような表示制御について説明する。
　次に、図６～図９を参照しながら、法面掘削作業を行っているときに画像表示部４１の表示画面４１Ｓに表示される画面構成について説明する。
　図６は、法面掘削作業においてバケット６が目標面から離れた位置にある場合の表示画面４１Ｓ上の表示例を示す図である。図７は、法面掘削作業においてバケット６が目標面に近づいてきた場合の表示画面４１Ｓ上の表示例を示す図である。図８は、法面掘削作業においてバケット６が目標面と一致した位置にある場合の表示画面４１Ｓ上の表示例を示す図である。図９は、法面掘削作業においてバケット６の背面が目標面に接触した位置にある場合の表示画面４１Ｓ上の表示例を示す図である。
　表示画面４１Ｓは、第１目標面表示画像４１０、第２目標面表示画像４２０、距離表示領域４３０を含み、各種作業情報を表示する。
　第１目標面表示画像４１０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４１０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６００及び目標面ＴＬとで模式的に表示される。バケットアイコン６００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ＴＬは、実際の目標面に対するバケット６の傾斜角度と共に表示されてよい。バケットアイコン６００と目標面ＴＬとの距離ＤＲ及び距離ＤＬ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４１０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。特に図６に示す第１目標面表示画像４１０からは、バケットアイコン６００と目標面ＴＬとの距離に関し、バケットアイコン６００の爪先右側６Ｒ位置から目標面ＴＬまでの距離ＤＲと、バケットアイコン６００の爪先左側６Ｌ位置から目標面ＴＬまでの距離ＤＬとが異なることを視認できる。
　第２目標面表示画像４２０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４２０には、バケットアイコン６００、目標面ＴＬが表示される。バケットアイコン６００は、バケット６を側面から見た形で表されている。目標面ＴＬは、水平面に対する傾斜角度と共に表示されてよい。バケットアイコン６００と目標面ＴＬとの距離ＤＳは、第１目標面表示画像４１０に示すバケットアイコン６００の爪先中央６Ｓ位置から目標面ＴＬまでの距離である。距離ＤＳは、実際のバケット６の爪先中央位置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４２０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。
　距離表示領域４３０は、バケット６の幅方向に対応して、目標面との距離を模式的に示す複数の距離指示部４３１を有している。
　中央位置に配置された距離指示部４３１は、第１距離表示部としてのグラフ表示部４３２である。グラフ表示部４３２の両側に配置された距離指示部４３１は、第２距離表示部としての距離インジケータ表示部４３３である。右側が距離インジケータ表示部４３３Ｒであり、左側が距離インジケータ表示部４３３Ｌである。
　グラフ表示部４３２は、代表位置としてのバケット６の爪先中央位置から目標面までの距離を表示する。
　本実施形態のグラフ表示部４３２は、第１目標面表示画像４１０に示すバケットアイコン６００の爪先中央６Ｓ位置から目標面ＴＬまでの距離を表示する。グラフ表示部４３２は、複数の表示部としての表示セグメント４３２ａが上下方向に一定の間隔で並列されたバーグラフである。グラフ表示部４３２において、１５個の表示セグメント４３２ａのうちの一つが、バケット６の爪先中央位置から目標面までの距離に応じて他のバーとは異なる色（例えば黒）で表示される。異なる色に表示されたセグメント４３２ａは、バケット位置表示部（図１０では上から４つ目の表示部）となる。バケット位置表示部は、バケット６の爪先中央位置から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。
　本実施形態では上から８つ目の表示セグメント４３２ａは、目標面の位置である。上から８つ目の表示セグメント４３２ａの左右には、目標面の位置を表わす目標指示部４３２ｂが配置されている。
　バケット６の爪先中央位置が目標面と一致する場合には、図８に示すようにバケット位置表示部は８つ目の表示セグメント４３２ａとなり、該表示セグメント４３２ａを緑色などで表示してよい。バケット６が目標面以下になった場合には、バケット位置表示部は赤色など警告を示す色で表示されてよい。
　バケット６は、図６の第１目標面表示画像４１０が示すように、バケットアイコン６００の爪先右側６Ｒ位置から目標面ＴＬまでの距離ＤＲと、爪先左側６Ｌ位置から目標面ＴＬまでの距離ＤＬとが異なることがある。本実施形態の距離インジケータ表示部４３３Ｒは、バケット６の爪先右側位置と目標面との距離を表示する。また距離インジケータ表示部４３３Ｌは、バケット６の爪先左側位置と目標面との距離を表示する。
　距離インジケータ表示部４３３Ｒと距離インジケータ表示部４３３Ｌは、上下方向に延在する１本の表示バーである。本実施形態では、距離インジケータ表示部４３３Ｒと距離インジケータ表示部４３３Ｌは、バケット６の左右の爪先位置から目標面までの距離に応じて、異なる色が表示される。
　距離インジケータ表示部４３３Ｒと距離インジケータ表示部４３３Ｌは、図６に示すようにバケット６が目標面ＴＬから遠い場合、例えば白色で表示される。図７に示すようにバケット６の爪先左側６Ｌ位置が目標面ＴＬと一致する場合には、距離インジケータ表示部４３３Ｌは例えば緑色で表示される。このとき距離インジケータ表示部４３３Ｒは、白色表示のままである。なお、図８に示すようにバケット６の爪先右側６Ｒ位置と爪先左側６Ｌ位置とが共に目標面ＴＬと一致する場合、距離インジケータ表示部４３３Ｒと４３３Ｌは、緑色で表示される。
　本実施形態の距離インジケータ表示部４３３Ｒと距離インジケータ表示部４３３Ｌは、バケット６の背面と目標面との距離も表示する。掘削作業時のバケット６は、例えば図９に示すようにバケット６の背面６ｂが目標面ＴＬと接触する場合がある。このときバケット６の爪先位置は、目標面ＴＬより上の位置にある。
　距離インジケータ表示部４３３Ｒと距離インジケータ表示部４３３Ｌは、図９に示すように代表位置以外の位置であるバケット６の背面６ｂが目標面ＴＬと接触し、目標面ＴＬの下方まで進入した場合、距離インジケータ表示部４３３Ｌと４３３Ｒの枠内を例えば赤色にして、操作者に注意を喚起する。このときコントローラ３０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９に示す表示構成において、表示色の変化に加えて、表示濃度を周期的に変化させたり（明滅又は点滅）、あるいは、バーの形状を変えて（太くしたり長くしたりして）もよい。色の変化、明滅又は点滅、及び形状の変化を適宜組み合わせることで、より一層視認性を向上できる。また、第２目標面表示画像４２０において、バケット６の背面６ｂの接触箇所の色を例えば赤色に変化させてもよい。色を変化させる範囲は、接触箇所だけでなくバケット６全体であってもよい。このように、代表位置以外の位置情報に基づいて模式的な表示形態を変化させることで、特に、代表位置以外のバケット６の部位が目標面ＴＬの下方まで進入した場合であっても、操作者は迅速に操作を停止させることができる。これにより、埋め戻しなどの追加作業の発生を抑制することができる。
　操作者は、距離表示領域４３０を見ることで、バケット６の爪先中央位置から目標面までの距離と、バケット６の爪先右側位置及び爪先左側位置から目標面までのそれぞれの距離とを直感的に把握できる。また、距離インジケータ表示部４３３Ｒと４３３Ｌは、バケット６の背面が目標面に接触したことを表示形態を変化させて（色を変えて）表示する。したがって、操作者は、バケット６の爪先位置が同じである図９と図６との区別が容易にでき、目標面に沿った精度の高い効率的な掘削作業ができる。
　次に図１０、図１１を参照しながら、図６～図９に示す表示構成の変形例について説明する。図１０は、法面掘削作業においてバケット６が目標面から離れた位置にある場合の表示画面４１Ｓ上の他の表示例を示す図である。図１１は、法面掘削作業においてバケット６の背面が目標面に接触した位置にある場合の表示画面４１Ｓ上の他の表示例を示す図である。以下、図６～図９と共通する表示構成については説明を省略し、相違点を中心に説明する。
　図１０に示す表示画面４１Ｓの左側領域には、上述の距離表示領域４３０とは異なる距離表示領域４４０が表示されている。距離表示領域４４０は、バケット６の爪先中央位置、爪先右側位置、爪先左側位置のそれぞれと、目標面との距離を別々に視認できるようにしている。
　距離表示領域４４０は、バケット６の幅方向に対応して、バケット６の各点と目標面との距離を模式的に示す複数の距離指示部４４１を有している。
　中央位置に配置された距離指示部４４１は、第１距離表示部としてのグラフ表示部４４２である。グラフ表示部４４２の両側に配置された距離指示部４４１は、第２距離表示部としてのグラフ表示部４４３である。右側がグラフ表示部４４３Ｒであり、左側がグラフ表示部４４３Ｌである。本実施形態において第１距離表示部と第２距離表示部は、同一の表示形態である。
　グラフ表示部４４２は、複数の表示セグメント４４２ａが上下方向に一定の間隔で並列されたバーグラフである。グラフ表示部４４２は、バケット６の爪先中央位置から目標面までの距離を表示する。グラフ表示部４４２において、１５個の表示セグメント４４２ａのうちの一つが、バケット６の爪先中央位置から目標面までの距離に応じて他のバーとは異なる色（例えば黒）で表示される。異なる色に表示されたセグメント４４２ａは、バケット位置表示部（図１０では上から５つ目の表示部）となる。バケット位置表示部は、バケット６の爪先中央位置から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。
　グラフ表示部４４３Ｒ及びグラフ表示部４４３Ｌは、上述したグラフ表示部４４２と同様の表示構成を有している。
　なお、グラフ表示部４４２、グラフ表示部４４３Ｒ及びグラフ表示部４４３Ｌにおいて、上から８つ目の表示セグメント４４２ａ、４４３ａは、目標面の位置である。上から８つ目の表示セグメント４４２ａ、４４３ａの左右には、目標面の位置を表わす目標指示部４４２ｂ、４４３ｂが配置されている。
　グラフ表示部４４２は、バケット６の爪先中央が目標面と一致する場合には、図８に示したようにバケット位置表示部の表示セグメント４４２ａを緑色などで表示してよい。バケット６が目標面以下になった場合には、バケット位置表示部は赤色など警告を示す色で表示されてよい。勿論、グラフ表示部４４３Ｒとグラフ表示部４４３Ｌにおいても、上述したグラフ表示部４４２と同様の表示形態が実施される。
　距離表示領域４４０は、距離指示部４４１とは別に設けられた表示領域４４４を含んでいる。表示領域４４４は、距離指示部４４１の背景となる領域である。
　本実施形態の表示領域４４４は、バケット６の背面と目標面との距離を表示する。掘削作業時のバケット６は、例えば図１１に示すようにバケット６の背面６ｂが目標面ＴＬと接触する場合がある。このときのバケット６の爪先位置は、目標面ＴＬより上の位置にある。
　本実施形態の表示領域４４４は、図１１に示すようにバケット６の背面６ｂが目標面ＴＬと接触する場合、表示領域４４４の枠内を例えば赤色にして、操作者に注意を喚起する。このときコントローラ３０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１１に示す表示構成において、表示色の変化に加えて、表示濃度を周期的に変化させたり（明滅又は点滅）、あるいは、枠の形状を変えたり（太くしたり）してもよい。色の変化、明滅又は点滅、及び形状の変化を適宜組み合わせることで、より一層視認性を向上することができる。また、第２目標面表示画像４２０において、バケット６の背面６ｂの接触箇所の色を例えば赤色に変化させてもよい。色を変化させる範囲は、接触箇所だけでなくバケット６全体であってもよい。
　次に図１２、図１３を参照しながら、図６～図９に示す表示構成の更に別の変形例について説明する。図１２は、法面掘削作業においてバケット６が目標面から離れた位置にある場合の表示画面４１Ｓ上の更に別の表示例を示す図である。図１３は、法面掘削作業においてバケット６の背面が目標面に接触した位置にある場合の表示画面４１Ｓ上の更に別の表示例を示す図である。以下、図６～図１１と共通する表示構成については説明を省略し、相違点を中心に説明する。
　図１２に示す表示画面４１Ｓの左側領域には、上述の距離表示領域４３０とは異なる距離表示領域４５０が表示されている。距離表示領域４５０は、バケット６の爪先右側位置及び爪先左側位置のそれぞれと、目標面との距離を別々に視認できるようにしている。
　距離表示領域４５０は、バケット６の幅方向に対応して、バケット６の各点と目標面との距離を模式的に示す複数の距離指示部４５１を有している。
　右側に配置された距離指示部４５１は、第１距離表示部としてのグラフ表示部４５２Ｒである。左側に配置された距離指示部４５１は、第１距離表示部としてのグラフ表示部４５２Ｌである。
　グラフ表示部４５２Ｒは、複数の表示セグメント４５２ａが上下方向に一定の間隔で並列されたバーグラフである。グラフ表示部４５２Ｒは、バケット６の爪先右側位置から目標面まで距離を表示する。グラフ表示部４５２Ｒにおいて、１５個の表示セグメント４５２ａのうちの一つが、バケット６の爪先右側位置から目標面までの距離に応じて他のバーとは異なる色（例えば黒）で表示される。異なる色に表示されたセグメント４５２ａは、バケット位置表示部（図１２では上から４つ目の表示部）となる。バケット位置表示部は、バケット６の爪先右側位置から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。
　グラフ表示部４５２Ｌは、上述したグラフ表示部４５２Ｒと同様の表示構成を有している。
　なお、グラフ表示部４５２Ｒ及びグラフ表示部４５２Ｌにおいて、上から８つ目の表示セグメント４５２ａは、目標面の位置である。上から８つ目の表示セグメント４５２ａの左右には、目標面の位置を表わす目標指示部４５２ｂが配置されている。
　グラフ表示部４５２Ｒは、バケット６の爪先右側が目標面と一致する場合には、図８に示したようにバケット位置表示部の表示セグメント４５２ａを緑色などで表示してよい。勿論、グラフ表示部４５２Ｌにおいても、バケット６の爪先左側が目標面と一致する場合には同様の表示がなされる。バケット６が目標面以下になった場合には、バケット位置表示部は赤色など警告を示す色で表示されてよい。
　距離表示領域４５０は、距離指示部４５１とは別に設けられた表示領域４５３を含んでいる。表示領域４５３は、距離指示部４５１の背景となる領域である。
　本実施形態の表示領域４５３は、バケット６の背面と目標面との距離を表示する。掘削作業時のバケット６は、例えば図１３に示すようにバケット６の背面６ｂが目標面ＴＬと接触する場合がある。このときバケット６の爪先位置は、目標面ＴＬより上の位置にある。
　本実施形態の表示領域４５３は、図１３に示すようにバケット６の背面６ｂが目標面ＴＬと接触する場合、表示領域４５３の枠内を例えば赤色にして、操作者に注意を喚起する。このときコントローラ３０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１３に示す表示構成において、表示色の変化に加えて、表示濃度を周期的に変化させたり（明滅又は点滅）、あるいは、枠の形状を変えたり（太くしたり）してもよい。色の変化、明滅又は点滅、及び形状の変化を適宜組み合わせることで、より一層視認性を向上することができる。また、第２目標面表示画像４２０において、バケット６の背面６ｂの接触箇所の色を例えば赤色に変化させてもよい。色を変化させる範囲は、接触箇所だけでなくバケット６全体であってもよい。
　なお、表示画面４１Ｓ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。また、尿素水残量表示部、燃料残量表示部、冷却水温表示部等を有してもよい。更に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。更に、撮像装置を搭載しているショベルの場合、表示画面４１Ｓは、上記以外に、カメラ画像を表示してもよい。
　図１４は、画像表示部４１に表示される画像の別の例を示す図である。図１４に示される表示画面４１Ｓには、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４６０、および作業ガイダンス表示部４７０が含まれている。
　時刻表示部４１１は、現在の時刻を表示する。図１４に示す例では、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、回転数モードを表示する。図１４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。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」のマークが表示され、高速モードでは「兎」のマークが表示される。図１４に示す例では、「亀」のマークが表示されている。
　アタッチメント表示部４１４は、例えば、装着されているアタッチメントを表す画像を表示する。
　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１４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、エンジン負荷が小さい状態がさらに継続するとエンジン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には、尿素水タンクに貯蔵されている尿素水の残量状態を表すバーグラフが表示されている。
　燃料残量表示部４１７には、燃料タンクに貯蔵されている燃料の残量状態を表すバーグラフが表示されている。
　冷却水温表示部４１８には、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。
　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。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の累積稼働時間又は操作者によりタイマがリスタートされてからの累積稼働時間が表示される。
　撮影画像表示部４６０は、撮像装置によって撮影された画像が表示され、例えば、後方監視カメラ、左側方監視カメラ、右側方監視カメラなどによって撮像された画像が表示される。
　撮影画像表示部４６０には、表示中の画像を撮影した撮像装置の向きを表す撮像装置アイコン４６１が表示されている。撮像装置アイコン４６１は、ショベルの上面視の形状を表すショベルアイコン４６１ａと、表示中の画像を撮像した撮像装置の向きを表す帯状の方向表示アイコン４６１ｂとで構成されている。
　図１４に示す例では、ショベルアイコン４６１ａの下側（アタッチメントの反対側）に方向表示アイコン４６１ｂが表示されており、撮影画像表示部４６０には、後方監視カメラ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。
　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ボタンを押下することで、撮影画像表示部４６０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が設けられていない場合には、撮影画像表示部４６０の代わりに、異なる情報が表示されてもよい。
　上述した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、および撮像装置アイコン４６１は、ショベルの設定状態を示す設定状態表示部を構成する。また、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、およびエンジン稼働時間表示部４１９は、ショベルの運転状態を示す運転状態表示部を構成する。
　作業ガイダンス表示部４７０には、例えば、図１２を参照して上述した、バケット６の幅方向に対応して、目標面との相対的な距離を示す複数の距離指示部４５１を含む画像が表示される。また、ここでは、数値情報画像４７１として、目標面に対するショベルの向きの相対角度（３０．０°）が、ショベルを示すアイコンと共に表示されている。さらに、数値情報画像４７１として、事前に設定したバケット６の爪先右側位置又は爪先左側位置と目標面との相対距離（０．２３ｍ）が、所定のアイコンと共に表示されている。
　また、例えば、ショベルが操作されているときは、図１２に示される画像が画像表示部４１に表示され、ショベルが操作されていないときは、図１４に示される画像が画像表示部４１に表示されるようにしてもよい。なお、ショベルが操作されているか否かは、例えば、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判定することができる。
　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。
　本願は、日本特許庁に２０１６年３月３０日に出願された基礎出願２０１６－０６８５３７号の優先権を主張するものであり、その全内容を参照によりここに援用する。
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
４１０　　第１目標面表示画像
４２０　　第２目標面表示画像
４３０、４４０、４５０　　距離表示領域

Claims (10)

  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、
    　前記上部旋回体に取り付けられたブーム、アーム、及びバケットを含むアタッチメントと、
    　該アタッチメントの操作をガイダンスするガイダンス装置と、
    　前記アタッチメントによる作業に関する情報が表示される表示装置と
    　を有するショベルであって、
    　前記ガイダンス装置は、前記バケットの幅方向に対応して、目標面との相対的な距離を模式的に示す複数の距離指示部を前記表示装置に表示することを特徴とするショベル。
  2. 　前記ガイダンス装置は、
    　前記バケットの爪先と背面までを含む前記目標面との相対距離を、前記表示装置に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. 　前記複数の距離指示部は、
    　前記バケットの代表位置と前記目標面との相対的な距離を示す第１距離表示部と、
    　前記バケットの前記代表位置以外の位置と前記目標面との相対的な距離を示す第２距離表示部とを含むことを特徴とする請求項１に記載のショベル。
  4. 　前記第１距離表示部は、複数の表示部を上下方向に並列して形成されることを特徴とする請求項３に記載のショベル。
  5. 　前記第２距離表示部は、前記バケットと前記目標面との相対的な距離を色又は濃度の変化で示すことを特徴とする請求項３に記載のショベル。
  6. 　前記第２距離表示部は、前記第１距離表示部と同一の表示形態で表示されることを特徴とする請求項３に記載のショベル。
  7. 　前記複数の距離指示部は、複数の表示部を上下方向に並列して形成されることを特徴とする請求項１に記載のショベル。
  8. 　前記バケットの背面と前記目標面との相対的な距離は、前記第２距離表示部の表示形態の変化により表示することを特徴とする請求項３に記載のショベル。
  9. 　前記バケットの背面と前記目標面との相対的な距離は、前記距離指示部とは別に設けられた表示領域の表示形態の変化により表示する請求項１に記載のショベル。
  10. 　前記別に設けられた表示領域の変化とは、前記バケットの色の変化であることを特徴とする請求項９に記載のショベル。
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