(57)【要約】  マシンガイダンス機能を有するマシンガイダンス装置を備えるショベルであって、該マシンガイダンス機能は、エンドアタッチメントの作業部位が掘削目標面まで所定の距離以内に近づくと、通報音を発して音声ガイダンスを行い、前記掘削目標面の延長方向に設定した延長面に沿った領域においても、エンドアタッチメントの作業部位が該延長面まで所定の距離以内に近づくと、通報音を発して音声ガイダンスを行うことを特徴とするショベルである。
2016148242.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マシンガイダンス機能を有するマシンガイダンス装置を備えるショベルであって、
該マシンガイダンス機能は、
エンドアタッチメントの作業部位が掘削目標面まで所定の距離以内に近づくと、通報音を発して音声ガイダンスを行い、
前記掘削目標面の延長方向に設定した延長面に沿った領域においても、エンドアタッチメントの作業部位が該延長面まで所定の距離以内に近づくと、通報音を発して音声ガイダンスを行う、ショベル。
【請求項２】
請求項１記載のショベルであって、
前記掘削目標面に関する通報音は、前記延長面に関する通報音とは異なる音であるショベル。
【請求項３】
請求項１記載のショベルであって、
前記掘削目標面に対して傾斜したもう一つの掘削目標面が交差しており、該もう一つの掘削目標面にも延長面が設定され、前記マシンガイダンス機能は、どちらの延長面に基づいて音声ガイダンスを行なうかを判断するショベル。
【請求項４】
マシンガイダンス機能を有するマシンガイダンス装置を備えるショベルであって、
該マシンガイダンス機能は、バケットの爪先が掘削目標面の屈曲部の近傍になると、マシンガイダンスを行なう、ショベル。
【請求項５】
請求項４記載のショベルであって、バケットの爪先が掘削目標面の屈曲部の近傍になると、屈曲部であることを通知する音声ガイダンスを行なうショベル。
【請求項６】
請求項４記載のショベルであって、
一つの掘削目標面と他の掘削目標面とが交差する交差部にバケットの先端が近づくと、交差部であることを通知する音声ガイダンスを行なうショベル。
【請求項７】
請求項６記載のショベルであって、
バケットの爪先が、前記屈曲部又は前記交差部に形成される所定の領域内に進入すると、屈曲部又は交差部であることを通知するショベル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マシンガイダンス機能を有するショベルに関する。
【背景技術】
【０００２】
建設機械としてのショベルの操縦者には、アタッチメントによる掘削などの作業を効率的且つ正確に行うために、熟練した操縦技術が要求される。そこで、ショベルの操縦経験が少ない操縦者でも作業を効率的且つ正確に行うことができるように、ショベルの操縦をガイドする機能（マシンガイダンスと称する）が設けられたショベルがある。【０００３】
例えば、ショベルのマシンガイダンスとして、掘削作業が行なわれている部分の断面と掘削ツールとを画像として表示装置上に表示して、視覚的に作業をガイダンスする表示システムが知られている（例えば、引用文献１参照）。この表示システムでは、例えば、掘削目標線が掘削する部分の断面上に表示され、この掘削目標線に対するバケットの位置も共に表示される。例えばバケットの爪先が掘削目標線に沿って移動しているか否かを表示装置上で確認することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−１４８８９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述の表示システムでは、掘削面の傾斜が断面上で変化した部分（例えば、傾斜面から水平面に変化した部分）については、単に掘削目標線の延長線を例えば点線で表示するだけである。すなわち、例えば目標掘削面の傾斜が断面上で変化した部分がある場合でも、一本の掘削目標線及びその延長線を表示してガイダンスするだけで、傾斜が変化した部分を通知するようなガイダンスは行なわれない。
一実施形態は、断面における掘削目標線が屈曲した部分においても、適格な操作のガイダンスを行なうことのできるショベルを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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、マシンガイダンス機能を有するマシンガイダンス装置を備えるショベルが提供される。該マシンガイダンス機能は、エンドアタッチメントの作業部位が掘削目標面まで所定の距離以内に近づくと、通報音を発して音声ガイダンスを行い、前記掘削目標面の延長方向に設定した延長面に沿った領域においても、エンドアタッチメントの作業部位が該延長面まで所定の距離以内に近づくと、通報音を発して音声ガイダンスを行う。
【発明の効果】
【０００７】
開示した実施形態によれば、断面における掘削目標線が屈曲した部分においても適格な操作のガイダンスを行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施形態によるショベルの側面図である。
【図２】図１に示すショベルの駆動系の構成を示すブロック図である。
【図３】コントローラ及びマシンガイダンス装置の機能構成を示すブロック図である。
【図４】バケットによる作業をガイドする際のガイダンス処理の一例を説明するための図である。
【図５】バケットによる作業をガイドする際のガイダンス処理の他の例を説明するための図である。
【図６】バケットによる作業をガイドする際のガイダンス処理のさらに他の例を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１は一実施形態によるショベルの側面図である。ショベルの下部走行体１には旋回機構２を介して上部旋回体３が搭載される。上部旋回体３にはブーム４が取り付けられる。ブーム４の先端にはアーム５が取り付けられ、アーム５の先端にはエンドアタッチメントとしてのバケット６が取り付けられる。エンドアタッチメントとして、法面用バケット、浚渫用バケット等が用いられてもよい。
【００１０】
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。
【００１１】
ブーム角度センサＳ１は、ブーム４の回動角度を検出する。本実施形態では、ブーム角度センサＳ１は、水平面に対する傾斜を検出して、上部旋回体３に対するブーム４の回動角度を検出する加速度センサである。アーム角度センサＳ２は、アーム５の回動角度を検出する。本実施形態では、アーム角度センサＳ２は、水平面に対する傾斜を検出して、ブーム４に対するアーム５の回動角度を検出する加速度センサである。バケット角度センサＳ３は、バケット６の回動角度を検出する。本実施形態では、バケット角度センサＳ３は、水平面に対する傾斜を検出して、アーム５に対するバケット６の回動角度を検出する加速度センサである。掘削アタッチメントがバケットチルト機構を備える場合、バケット角度センサＳ３は、チルト軸回りのバケット６の回動角度を追加的に検出する。ブーム角度センサＳ１、アーム角度センサＳ２、及びバケット角度センサＳ３は、可変抵抗器を利用したポテンショメータ、対応する油圧シリンダのストローク量を検出するストロークセンサ、連結ピン回りの回動角度を検出するロータリエンコーダ等であってもよい。
【００１２】
上部旋回体３にはキャビン１０が設けられ、且つエンジン１１等の動力源が搭載される。また、上部旋回体３には機体傾斜センサＳ４が取り付けられる。機体傾斜センサＳ４は、水平面に対する上部旋回体３の傾斜を検出するセンサである。機体傾斜センサＳ４を「姿勢センサ」と称することもある。
【００１３】
キャビン１０内には、入力装置Ｄ１、音声出力装置Ｄ２、表示装置Ｄ３、記憶装置Ｄ４、ゲートロックレバーＤ５、コントローラ３０、及びマシンガイダンス装置５０が設置される。
【００１４】
コントローラ３０は、ショベルの駆動制御を行う主制御部として機能する。本実施形態では、コントローラ３０は、ＣＰＵ及び内部メモリを含む演算処理装置で構成される。コントローラ３０の各種機能は、ＣＰＵが内部メモリに格納されたプログラムを実行することで実現される。
【００１５】
マシンガイダンス装置５０は、ショベルの操作をガイドするマシンガイダンス機能を有する。本実施形態では、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とバケット６の先端（爪先）位置との鉛直方向における距離を視覚的に且つ聴覚的に操作者に報知する。これにより、マシンガイダンス装置５０は操作者によるショベルの操作をガイドする。なお、マシンガイダンス装置５０は、その距離を視覚的に操作者に知らせるのみであってもよく、聴覚的に操作者に知らせるのみであってもよい。具体的には、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。マシンガイダンス装置５０は、コントローラ３０とは別個に設けられてもよく、あるいは、コントローラ３０に組み込まれていてもよい。
【００１６】
入力装置Ｄ１は、ショベルの操作者がマシンガイダンス装置５０に各種情報を入力するための装置である。本実施形態では、入力装置Ｄ１は、表示装置Ｄ３の表面に取り付けられるメンブレンスイッチである。入力装置Ｄ１としてタッチパネル等を用いてもよい。
【００１７】
音声出力装置Ｄ２は、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。本実施形態では、音声出力装置Ｄ２として、マシンガイダンス装置５０に直接接続される車載スピーカが利用される。なお、音声出力装置Ｄ２として、ブザー等の通報器が利用されてもよい。
【００１８】
表示装置Ｄ３は、マシンガイダンス装置５０からの指令に応じて各種画像情報を出力する。本実施形態では、表示装置Ｄ３として、マシンガイダンス装置５０に直接接続される車載液晶ディスプレイが利用される。
【００１９】
記憶装置Ｄ４は、各種情報を記憶するための装置である。本実施形態では、記憶装置Ｄ４として、半導体メモリ等の不揮発性記憶媒体が用いられる。記憶装置Ｄ４は、マシンガイダンス装置５０等が出力する各種情報を記憶する。
【００２０】
ゲートロックレバーＤ５は、ショベルが誤って操作されるのを防止する機構である。本実施形態では、ゲートロックレバーＤ５は、キャビン１０のドアと運転席との間に配置される。キャビン１０から操作者が退出できないようにゲートロックレバーＤ５が引き上げられた場合に、各種操作装置は操作可能となる。一方、キャビン１０から操作者が退出できるようにゲートロックレバーＤ５が押し下げられた場合には、各種操作装置は操作不能となる。
【００２１】
図２は、図１のショベルの駆動系の構成を示すブロック図である。図２において、機械的動力系は二重線、高圧油圧ラインは太実線、パイロットラインは破線、電気駆動・制御系は細実線でそれぞれ示される。
【００２２】
エンジン１１はショベルの動力源である。本実施形態では、エンジン１１は、エンジン負荷の増減にかかわらずエンジン回転数を一定に維持するアイソクロナス制御を採用したディーゼルエンジンである。エンジン１１における燃料噴射量、燃料噴射タイミング、ブースト圧等は、エンジンコントローラＤ７により制御される。
【００２３】
エンジンコントローラＤ７はエンジン１１を制御する装置である。本実施形態では、エンジンコントローラＤ７は、オートアイドル機能、オートアイドルストップ機能等の各種機能を実行する。
【００２４】
オートアイドル機能は、所定の条件が満たされた場合にエンジン回転数を通常回転数（例えば２０００ｒｐｍ）からアイドル回転数（例えば８００ｒｐｍ）に低減させる機能である。本実施形態では、エンジンコントローラＤ７は、コントローラ３０からのオートアイドル指令に応じてオートアイドル機能を作動させてエンジン回転数をアイドル回転数まで低減させる。
【００２５】
オートアイドルストップ機能は、所定の条件が満たされた場合にエンジン１１を停止させる機能である。本実施形態では、エンジンコントローラＤ７は、コントローラ３０からのオートアイドルストップ指令に応じてオートアイドルストップ機能を作動させてエンジン１１を停止させる。
【００２６】
エンジン１１には油圧ポンプとしてのメインポンプ１４及びパイロットポンプ１５が接続される。メインポンプ１４には高圧油圧ライン１６を介してコントロールバルブ１７が接続される。
【００２７】
コントロールバルブ１７は、ショベルの油圧系の制御を行う油圧制御装置である。右側走行用油圧モータ１Ａ、左側走行用油圧モータ１Ｂ、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、旋回用油圧モータ２１等の油圧アクチュエータは、高圧油圧ラインを介してコントロールバルブ１７に接続される。
【００２８】
パイロットポンプ１５にはパイロットライン２５を介して操作装置２６が接続される。
【００２９】
操作装置２６は、レバー２６Ａ、レバー２６Ｂ、ペダル２６Ｃを含む。本実施形態では、操作装置２６は、油圧ライン２７及びゲートロック弁Ｄ６を介してコントロールバルブ１７に接続される。また、操作装置２６は、油圧ライン２８を介して圧力センサ２９に接続される。
【００３０】
ゲートロック弁Ｄ６は、コントロールバルブ１７と操作装置２６とを接続する油圧ライン２７の連通・遮断を切り換える。本実施形態では、ゲートロック弁Ｄ６は、コントローラ３０からの指令に応じて油圧ライン２７の連通・遮断を切り換える電磁弁である。コントローラ３０は、ゲートロックレバーＤ５が出力する状態信号に基づいてゲートロックレバーＤ５の状態を判定する。そして、コントローラ３０は、ゲートロックレバーＤ５が引き上げられた状態にあると判定した場合に、ゲートロック弁Ｄ６に対して連通指令を出力する。連通指令を受けると、ゲートロック弁Ｄ６は開いて油圧ライン２７を連通させる。その結果、操作装置２６に対する操作者の操作が有効となる。一方、コントローラ３０は、ゲートロックレバーＤ５が引き下げられた状態にあると判定した場合に、ゲートロック弁Ｄ６に対して遮断指令を出力する。遮断指令を受けると、ゲートロック弁Ｄ６は閉じて油圧ライン２７を遮断する。その結果、操作装置２６に対する操作者の操作が無効となる。
【００３１】
圧力センサ２９は、操作装置２６の操作内容を圧力の形で検出する。圧力センサ２９は、検出値をコントローラ３０に対して出力する。
【００３２】
次に、図３を参照しながら、コントローラ３０及びマシンガイダンス装置５０に設けられた各種機能要素について説明する。図３は、コントローラ３０及びマシンガイダンス装置５０の構成を示す機能ブロック図である。
【００３３】
本実施形態では、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なうか否かを制御する。具体的には、コントローラ３０は、ゲートロックレバーＤ５の状態と圧力センサ２９からの検出信号等に基づいて、ショベルが休止中か否かを判定する。そして、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。
【００３４】
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Ｄ７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に対して出力してもよい。あるいは、コントローラ３０は、ゲートロックレバーＤ５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に対して出力してもよい。
【００３５】
次に、マシンガイダンス装置５０について説明する。本実施形態では、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、機体傾斜センサＳ４、入力装置Ｄ１、及びコントローラ３０から出力される各種信号及びやデータを受信する。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アタッチメント（例えば、バケット６）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が目標動作位置とは異なる場合に、音声出力装置Ｄ２及び表示装置Ｄ３に通報指令を送信し、通報を発令させる。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。
【００３６】
マシンガイダンス装置５０は、様々な機能を行なう機能部を含む。本実施形態では、マシンガイダンス装置５０は、アタッチメントの動作をガイダンスするための機能部として、高さ算出部５０３、比較部５０４、通報制御部５０５、ガイダンスデータ出力部５０６、及び延長線設定部５０７を含む。
【００３７】
高さ算出部５０３は、センサＳ１〜Ｓ４の検出信号から算出されたブーム４、アーム５、バケット６の角度とから、バケット６の先端（爪先）の高さを算出する。ここでは、バケット６の先端で掘削を行なうため、バケット６の先端（爪先）はエンドアタッチメントの作業部位に相当する。例えば、バケット６の背面で土砂をならすような作業をするときは、バケット６の背面がエンドアタッチメントの作業部位に相当する。また、バケット６以外のエンドアタッチメントとして、ブレーカを用いた場合には、ブレーカの先端がエンドアタッチメントの作業部位に相当する。
【００３８】
測位装置Ｓ５は、ショベルの位置及び向きを測定する装置である。本実施形態では、測位装置Ｓ５は、電子コンパスを組み込んだＧＮＳＳ受信機であり、ショベルの存在位置の緯度、経度、高度を測定し、且つショベルの向きを測定する。これにより、バケット６の先端（爪先）の高さの緯度、経度、高度も測定できる。
【００３９】
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で示されるバケット６の先端（爪先）の目標高さとを比較する。ＧＮＳＳを用いる場合には、比較部５０４は、算出されたバケット６の先端の高さの緯度、経度、高度に関する各座標を算出し、バケット６の先端の高さと掘削目標線ＴＬ１，ＴＬ２の座標との対比を行なう。
【００４０】
通報制御部５０５は、比較部５０４での比較結果に基づいて、通報が必要と判断した場合には通報指令を、音声出力装置Ｄ２及び表示装置Ｄ３の両方又は一方に送信する。音声出力装置Ｄ２及び表示装置Ｄ３は、通報指令を受けると所定の通報を発してショベルの操作者に通知する。
【００４１】
ガイダンスデータ出力部５０６は、上述のように、マシンガイダンス装置５０の記憶装置に予め格納されていたガイダンスデータから、バケット６の目標高さのデータを抽出して、比較部５０４に対して出力する。この際、掘削目標線ＴＬ１，ＴＬ２は、施工面の緯度、経度、高度に関するそれぞれの座標に対応した目標地形面の地形データとして設定され、ガイダンスデータ出力部５０６から出力される。また、ガイダンスデータ出力部５０６は、機体傾斜センサＳ４が検出したショベルの傾斜角に対応するバケットの目標高さのデータを出力する。
【００４２】
延長線設定部５０７は、ガイダンスデータ出力部５０６が出力するデータにおいて、目標掘削線の延長線を設定し、延長線を含むデータを比較部５０４に出力する。延長線の座標も、掘削目標線ＴＬ１，ＴＬ２に基づいて設定される。延長線設定部５０７の機能については後述する。
【００４３】
次に、マシンガイダンス装置５０によるガイダンス処理の一例について、図４を参照しながら説明する。図４は、バケット６による作業をガイドする際のガイダンス処理の一例を説明するための図である。図４に示すガイダンス処理の一例は、掘削目標面が屈曲している場合のガイダンス処理である。屈曲した掘削目標面とは、例えば掘削面が傾斜面から水平面へと移行するような掘削作業における目標面である。マシンガイダンス装置５０の表示画面上では、例えば、図４に示すように、傾斜面に相当する掘削目標線ＴＬ１と水平面に相当する掘削目標線ＴＬ２とが交わって屈曲した一つの掘削目標面を形成していることを意味する。すなわち、図４において、掘削目標線ＴＬ１は傾斜した掘削目標面を示し、掘削目標線ＴＬ２は水平な掘削目標面を示している。掘削目標線ＴＬ１と掘削目標線ＴＬ２が交わる部分を屈曲点Ｂと称する。屈曲点Ｂは実際には点ではなく、掘削目標線ＴＬ１で示される傾斜面と掘削目標線ＴＬ２で示される水平面とが交差した部分の交線を示している。
【００４４】
本実施形態によるガイダンス処理では、掘削目標線ＴＬ１の延長方向に太点線で示される延長線ＥＬ１が設定される。延長線ＥＬ１は屈曲点Ｂを越えて掘削目標線ＴＬ１が延長した部分に相当する。延長線ＥＬ１は、図３に示される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中で、延長線設定部５０７により設定される。なお、ガイダンスデータ出力部５０６が有するガイダンスデータに予め延長線ＥＬ１が含まれていてもよい。なお、延長線ＥＬ１は上述のように掘削目標線ＴＬ１で示される傾斜面の延長面を示している。
【００４５】
本実施形態によるガイダンス処理では、複数の掘削目標面で形成される角度が、１８０℃を越える場合には、図４の如く、延長面（屈曲点注意領域）に基づいて、ガイダンスが実行される。尚、延長面も、屈曲点注意領域に含まれる。また、傾斜面のみが掘削目標面ＴＬ１であり、平面は掘削しない場合もある。よって、屈曲部を形成する一方の面が「掘削対象の面では無い」も含まれる。
【００４６】
本実施形態によるガイダンス処理では、図４に示すような表示が表示装置の画面に表示される（表示ガイダンス）。これに加え、本実施形態によれば、掘削目標線ＴＬ１，ＴＬ２からバケット６の爪先が所定距離ｄ以内に位置しているときに、通報音が発せられて操作者に通報がなされる（音声ガイダンス）。以下、このときの通報音を「目標内通報音」と称する。目標内通報音は、バケット６の爪先が所定距離ｄ以内に位置しているときには、連続にあるいは断続的に発せられる。通報音としては、操作者が聞くことのできる音であればよく、ブザー音や警笛音のような単純な音、コンピュータにより作られる合成音、人間の音声、などどのような音でもよい。
【００４７】
また、掘削目標線ＴＬ１，ＴＬ２からバケット６の爪先までの距離が所定距離ｄを越えているときに、目標内通報音とは異なる通報音（以下、「目標外通報音」と称する）が発せられることとしてもよい。目標内通報音と目標外通報音との相違は、聞き分けられる相違であればよい。そのような相違として、例えば、音色の違い、音程の違い、断続時間の違いなど様々な相違がある。
【００４８】
本実施形態によるガイダンス処理では、バケット６の爪先が延長線ＥＬ１に沿って移動している場合にも、掘削目標線ＴＬ１に沿って移動しているときと同様の音声ガイダンスを行なう。ただし、この場合の目標内通報音及び目標外通報音は、掘削目標線ＴＬ１に沿って移動しているときに発せられる目標内通報音及び目標外通報音とは異なる通報音に設定する（以下、「延長線目標内通報音」及び「延長線目標外通報音」と称する）。延長線目標内通報音及び延長線目標外通報音は、目標内通報音及び目標外通報音とはそれぞれ異なる通報音に設定される。通報音の相違として、例えば、音色の違い、音程の違い、断続時間の違いなど様々な相違がある。
【００４９】
延長線ＥＬ１に沿って移動している場合にも上述のような音声ガイダンスを行なうことで、ショベルの操作者は、通報音が変化したことで、バケット６の爪先が延長線ＥＬ１に沿った位置になったことを容易に認識することができる。これにより、ショベルの操作者は、ガイダンスの表示画面を見なくても、バケット６の爪先が屈曲点Ｂを通過したところに位置していることを容易に認識することができ、バケット６の操作を掘削目標線ＴＬ２に沿った方向に変更すべきことを認識することができる。
【００５０】
具体的には、バケット６を掘削目標線ＴＬ１に沿って移動してきて（法面掘削動作）、バケット６の爪先が屈曲点Ｂを過ぎると、通報音が、目標内通報音又は目標外通報音から延長線目標内通報音又は延長線目標外通報音に変化する。そこで、操作者はバケット６を今度は掘削目標線ＴＬ２に沿うように移動させる（水平引き動作）。
【００５１】
また、本実施形態によるガイダンス処理では、バケット６の爪先が屈曲点Ｂの近傍（例えば、バケット６一つ分の爪先からリンク部（内側）までの距離）に位置しているときには、これを示すような通報音が発せられることとしてもよい。このときの通報音は、目標内通報音及び目標外通報音とは異なる音である（以下、「屈曲点通報音」と称する）。屈曲点通報音と他の通報音（目標内通報音、目標外通報音、延長線目標内通報音、及び延長線目標外通報音）との相違は、聞き分けられる相違であればよい。そのような相違として、例えば、音色の違い、音程の違い、断続時間の違いなど様々な相違がある。屈曲点通報音を聞くことにより、ショベルの操作者は、マシンガイダンスの表示画面を見なくても、バケット６の爪先が屈曲点Ｂに位置していることを容易に認識することができ、バケット６の操作を変更すべきことを認識することができる。尚、屈曲点Ｂの近傍の距離については、画面により任意に設定することができる。
【００５２】
具体的には、バケット６を掘削目標線ＴＬ１に沿って移動してきて（法面掘削動作）、バケット６の爪先が屈曲点Ｂの近傍にさしかかると、通報音が、目標内通報音又は目標外通報音から屈曲点通報音に変化する。そこで、操作者はバケット６を今度は掘削目標線ＴＬ２に沿うように移動させる（水平引き動作）。
【００５３】
なお、バケット６の爪先が屈曲点Ｂを通り過ぎると、屈曲点通報音は発せられなくなり、通常の音声ガイダンス処理となる。すなわち、バケット６の爪先が屈曲点Ｂを通り過ぎてから、掘削目標線ＴＬ２に沿って移動する際には、掘削目標線ＴＬ２からバケット６の爪先が所定距離ｄ以内にあるときに、目標内通報音が発せられて操作者に通報がなされる。また、掘削目標線ＴＬ２に沿って移動する際に、掘削目標線ＴＬ２からバケット６の爪先までの距離が所定距離ｄを越えていると、目標外通報音が発せられて操作者に通報がなされる。
【００５４】
次に、本実施形態によるガイダンス処理の他の例について、図５を参照しながら説明する。図５を参照して説明するガイダンス処理は、図４を参照して説明したガイダンス処理と基本的に同じであるが、掘削目標線ＴＬ２にも延長線ＥＬ２を設定したことが異なる。すなわち、図５を参照して説明するガイダンス処理では、掘削目標線ＴＬ２で示される水平面に対しても、延長線ＥＬ２で示される延長面が設定される。
【００５５】
本ガイダンス処理では、延長線ＥＬ２に沿った領域においても、上述のような音声ガイダンスが行われる。すなわち、バケット６の爪先が延長線ＥＬ２に沿って移動している場合にも、掘削目標線ＴＬ２に沿って移動しているときと同様の音声ガイダンスを行なう。ただし、この場合の目標内通報音及び目標外通報音は、掘削目標線ＴＬ２に沿って移動しているときに発せられる目標内通報音及び目標外通報音とは異なる通報音に設定する（以下、「延長線目標内通報音」及び「延長線目標外通報音」と称する）。延長線目標内通報音及び延長線目標外通報音は、目標内通報音及び目標外通報音とはそれぞれ異なる通報音に設定される。通報音の相違として、例えば、音色の違い、音程の違い、断続時間の違いなど様々な相違がある。
【００５６】
ショベルの爪先が延長線ＥＬ２に沿って移動している場合にも上述のような音声ガイダンスを行なうことで、ショベルの操作者は、通報音が変化したことで、バケット６の爪先が掘削目標線ＴＬ２から外れて延長線ＥＬ２に沿った位置になったことを容易に認識することができる。これにより、ショベルの操作者は、ガイダンスの表示画面を見なくても、バケット６の爪先が屈曲点Ｂを通過したところに位置していることを容易に認識することができ、バケット６の操作を掘削目標線ＴＬ２に相当する部分に戻すべきことを認識することができる。
【００５７】
なお、屈曲点Ｂの近傍では、延長線ＥＬ１に対する音声ガイダンスと延長線ＥＬ２に対する音声ガイダンスが同時になされるおそれがある。そこで、延長線ＥＬ１に対する音声ガイダンスと延長線ＥＬ２に対する音声ガイダンスのいずれかを優先するかについて、掘削作業の条件等を考慮して予め決定しておくことが望ましい。
【００５８】
次に、本実施形態によるガイダンス処理のさらに他の例について、図６を参照しながら説明する。図６を参照して説明するガイダンス処理は、水平面から傾斜面へと移行する部分における音声ガイダンスである。
【００５９】
ショベルによる掘削作業には、図６に示すように、傾斜面の掘削から水平面の掘削へと移行することがある。すなわち、図６に示す断面表示において、掘削目標線ＴＬ１と掘削目標線ＴＬ２とで示される屈曲した掘削目標面に沿ってバケット６を操作するような掘削作業である。この場合、掘削目標線ＴＬ１の延長線ＥＬ１は地中に延在することとなり、延長線ＥＬ１が延在する部分は掘削する部分ではない（すなわち、バケット６の爪先が進行すべき部分ではない）。同様に、掘削目標線ＴＬ２の延長線ＥＬ２も地中であり、延長線ＥＬ２が延在する部分は掘削する部分ではない（すなわち、バケット６の爪先が進行すべき部分ではない）。
【００６０】
なお、掘削目標線ＴＬ１と掘削目標線ＴＬ２とが一つの屈曲した掘削目標線であるとみなした場合は、屈曲点Ｂは掘削目標面の屈曲部を示すこととなる。一方、掘削目標線ＴＬ１と掘削目標線ＴＬ２のそれぞれを一つの掘削目標線とみなした場合、屈曲点Ｂは掘削目標線ＴＬ１が示す掘削目標面と掘削目標線ＴＬ２が示す掘削目標面とが交差する交差部を示すことなる。
【００６１】
そこで、本ガイダンス処理では、掘削目標線ＴＬ１，ＴＬ２の延長線ＥＬ１，ＥＬ２が地中に延在していると判断すると、延長線ＥＬ１，ＥＬ２に沿った音声ガイダンスを行わない。その代わり、バケット６の爪先が掘削目標線ＴＬ１と掘削目標線ＴＬ２とが交差する屈曲点Ｂの近傍の領域に進入すると、図４を参照しながら説明したように、その旨を通報する音声ガイダンスを行う。ここで、屈曲点Ｂの近傍の領域とは、図６に示す例では、屈曲点Ｂから等距離の範囲である扇型（円弧）ＣＲで示された領域である。屈曲点Ｂの近傍の領域は、扇型（円弧）ＣＲに限られず、屈曲点Ｂから延在する掘削目標線ＴＬ１と掘削目標線ＴＬ２とで形成されるひし形ＤＡとしてもよい。以下、図６の符号ＣＲ（ＤＡ）で示す領域のことを「屈曲点注意領域」ともいう。
【００６２】
本実施形態によるガイダンス処理では、複数の掘削目標面で形成される角度が、１８０℃未満の場合には、図６の如く、屈曲部の近傍に形成された屈曲点注意領域に基づいて、ガイダンスが実行される。また、傾斜面のみが掘削目標面ＴＬ１であり、平面は掘削しない場合もある。よって、屈曲部を形成する一方の面が「掘削対象の面では無い」も含まれる。
【００６３】
具体的には、バケット６を掘削目標線ＴＬ１に沿って移動してきて（法面掘削動作）、バケット６の爪先が扇型（円弧）ＣＲで示された領域に進入すると、通報音が、目標内通報音又は目標外通報音から屈曲点通報音に変化する。そこで、操作者はバケット６を今度は掘削目標線ＴＬ２に沿うように移動させる（水平引き動作）。
【００６４】
なお、バケット６の爪先が扇型（円弧）ＣＲで示された領域を通り過ぎると、屈曲点通報音は発せられなくなり、通常の音声ガイダンス処理となる。すなわち、バケット６の爪先が扇型（円弧）ＣＲで示された領域を通り過ぎてから、掘削目標線ＴＬ２に沿って移動する際には、掘削目標線ＴＬ２からバケット６の爪先が所定距離以内にあるときに、目標内通報音が発せられて操作者に通報がなされる。また、掘削目標線ＴＬ２に沿って移動する際に、掘削目標線ＴＬ２からバケット６の爪先までの距離が所定距離を越えていると、目標外通報音が発せられて操作者に通報がなされる。
【００６５】
延長線ＥＬ１，ＥＬ２は延長線設定部５０７により設定されるが、本ガイダンス処理では、延長線設定部５０７において、延長線ＥＬ１，ＥＬ２が地中に延在するか否かが判定される。そして、延長線ＥＬ１，ＥＬ２が地中に延在すると判定されると、延長線設定部５０７はその旨を示す情報を通報制御部５０５に送る。そして、通報制御部５０５は、地中に延在すると判定された延長線ＥＬ１，ＥＬ２に対しては音声ガイダンスを行わない。
【００６６】
以上、ショベルを含む本発明の好ましい実施形態及び実施例について説明したが、本発明は、上述した実施形態及び実施例に制限されるものではない。また、本発明は、添付の特許請求の範囲に照らし、種々に変形又は変更することが可能である。
【００６７】
本国際出願は２０１５年３月１９日に出願された日本国特許出願第２０１５−０５６８７１号に基づく優先権を主張するものであり、２０１５−０５６８７１号の全内容をここ本国際出願に援用する。
【符号の説明】
【００６８】
１    下部走行体
２    旋回機構
３    上部旋回体
４    ブーム
５    アーム
６    バケット
７    ブームシリンダ
８    アームシリンダ
９    バケットシリンダ
１０    キャビン
１１    エンジン
１４  メインポンプ
１５パイロットポンプ
１６    高圧油圧ライン
１７    コントロールバルブ
２６    操作装置
２９    圧力センサ
３０    コントローラ
５０    マシンガイダンス装置
５０３    高さ算出部
５０４    比較部
５０５    通報制御部
５０６    ガイダンスデータ出力部
５０７    延長線設定部
Ｓ１    ブーム角度センサ
Ｓ２    アーム角度センサ
Ｓ３    バケット角度センサ
Ｓ４    機体傾斜センサ
Ｄ１    入力装置
Ｄ２    音声出力装置
Ｄ３    表示装置
Ｄ４    記憶装置
Ｄ５    ゲートロックレバー
Ｄ６    ゲートロック弁
Ｄ７    エンジンコントローラ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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