(57)【要約】【課題】低速回転数制御と領域制限制御が実行可能な作業機械において、低速回転数制御に起因する領域制限制御時の制御精度の悪化を防止すること。【解決手段】領域制限制御が実行可能な制御コントローラ４０を備える油圧ショベル１において、領域制限制御の実行を許可するＯＮ位置と領域制限制御の実行を禁止するＯＦＦ位置とを択一的に選択するマシンコントロールＯＮ／ＯＦＦスイッチ１７を備え、操作レバー１，２３の全てが中立状態となった時点から所定時間Ｔ１が経過したときオートアイドル制御を行うエンジン制御部６３を制御コントローラ４０に備える。エンジン制御部６３では、スイッチ１７がＯＦＦ位置の間はオートアイドル制御を実行し、スイッチ１７がＯＮ位置にある場合はオートアイドル制御を実行しないこととした。【選択図】  図６
2018003515.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと、
前記エンジンにより駆動される油圧ポンプと、
多関節型の作業機と、
前記油圧ポンプから吐出される作動油により前記作業機を駆動する複数の油圧アクチュエータと、
前記複数の油圧アクチュエータに操作信号を出力する複数の操作レバーと、
前記複数の操作レバーを介してオペレータから掘削操作が入力されたとき、前記作業機の動作範囲が予め設定された目標面上およびその上方に制限されるように前記複数の油圧アクチュエータを制御する領域制限制御を行う制御装置とを備える作業機械において、
前記制御装置による前記領域制限制御の実行を許可する許可位置と当該領域制限制御の実行を禁止する禁止位置とを択一的に選択する切り替え装置を備え、
前記制御装置は、前記複数の操作レバーの全てが中立状態となった時点から所定時間が経過したとき、前記エンジンの回転数を制御回転数より小さい低速回転数とする低速回転数制御を行うエンジン制御部を備え、
前記エンジン制御部は、
前記切り替え装置が前記禁止位置に切り換えられた場合、前記複数の操作レバーの全てが中立状態となった時点から所定時間が経過すると前記低速回転数制御を実行し、
前記切り替え装置が前記許可位置に切り換えられた場合、前記複数の操作レバーの全てが中立状態となった時点から所定時間が経過しても前記低速回転数制御を実行しないことを特徴とする作業機械。
【請求項２】
請求項１に記載の作業機械において、
前記目標面への前記作業機の接近速度を制限する精度重視モードと、前記目標面を所定の値だけ上方にオフセットした目標面を前記領域制限制御中の目標面とし、前記オフセットした目標面への前記作業機の接近速度を制限しない応答性重視モードのいずれかを前記領域制限制御の制御モードとして選択可能なモード選択装置をさらに備え、
前記エンジン制御部は、
前記切り替え装置が前記禁止位置に切り換えられた場合、前記複数の操作レバーの全てが中立状態となった時点から所定時間が経過すると前記低速回転数制御を実行し、
前記モード選択装置で前記精度重視モードが選択されたときには、前記切り替え装置が前記許可位置に切り換えられた状態で、前記複数の操作レバーの全てが中立状態となった時点から所定時間が経過しても前記低速回転数制御を実行せず、
前記モード選択装置で前記応答性重視モードが選択されたときには、前記切り替え装置が前記許可位置に切り換えられた状態で、前記複数の操作レバーの全てが中立状態となった時点から所定時間が経過すると前記低速回転数制御を実行することを特徴とする作業機械。
【請求項３】
請求項１に記載の作業機械において、
前記エンジン制御部は、
前記切り替え装置が前記禁止位置に切り換えられた場合、前記複数の操作レバーの全てが中立状態となった時点から所定時間が経過すると前記低速回転数制御を実行し、
前記作業機と前記目標面の距離が所定値を越えたときには、前記切り替え装置が前記許可位置に切り換えられている状態で、前記複数の操作レバーの全てが中立状態となった時点から所定時間が経過すると前記低速回転数制御を実行し、
前記作業機と前記目標面の距離が前記所定値以内のときには、前記切り替え装置が前記許可位置に切り換えられている状態で、前記複数の操作レバーの全てが中立状態となった時点から所定時間が経過しても前記低速回転数制御を実行しないことを特徴とする作業機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は作業機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、油圧ショベルを含む作業機械では、操作性や燃費の観点より、操作や車体の状態に応じてエンジン回転数を変動させる制御をおこなっている。例えば、操作レバーの全てが中立状態となった時点から予め定められた時間が経過した場合には作業を休止している状況であると判断し、スロットルレバーで設定された回転数より小さい低速回転数にエンジン回転数を低下させる制御（以下では、「低速回転数制御」または「オートアイドル制御」と称することがある）を実行し、これにより低燃費を実現する技術が提案されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特公昭６０−３８５６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一方、油圧ショベルには、オペレータの掘削操作を補助する制御システムが備えられることがある。具体的には、操作装置を介して掘削操作（例えば、アームクラウドの指示）が入力された場合、目標面と作業機の先端部分（例えばバケットの爪先）の位置関係を基に、作業機の先端部分の位置が目標面上及びその上方の領域内に保持されるように、複数の油圧アクチュエータのうち少なくともブームシリンダを強制的に動作させる制御（例えば、ブームシリンダを伸ばして強制的にブーム上げ動作を行う）を実行する制御システムである。以下では、この種の制御を「領域制限制御」または「マシンコントロール」と称することがある。
【０００５】
ここで、上記の領域制限制御と低速回転数制御の双方の機能が搭載された油圧ショベルを考える。そして、当該油圧ショベルにて、オペレータ操作によるアームクラウド動作に領域制限制御による強制ブーム上げ動作を適宜加えることで、バケット先端を目標面に沿って水平に車体側に引き寄せる動作（水平引き動作）を実現し、これにより平坦な目標面を仕上げる作業を行う場合を考える。当該仕上げ作業による正確な目標面形成には作業機先端の制御精度が非常に重要となる。当該油圧ショベルによる仕上げ作業中にバケット先端を目標面付近に位置させたまま作業を中断し、全ての操作レバーが中立の状態が所定時間継続すると、低速回転数制御が開始される。その後、仕上げ作業を再開するためにオペレータが操作レバーにてアームクラウド操作をすると、低速回転数制御が解除されるとともに領域制限制御が開始されることになる。このとき、低速回転数制御の解除によりエンジン回転数は低速回転数から領域制限制御用に設定された値まで速やかに増速を開始するが、その増速途中で領域制限制御が実行されるので、アクチュエータ速度が変動し、作業機の制御精度を保つことが困難になるおそれがある。
【０００６】
このように領域制限制御を行うショベルの作業において低速回転数制御が働くと、エンジン回転数が通常と異なるように変化するため、領域制限制御の実行時の作業機の制御精度を保つことが困難になり、目標面の下方に作業機が侵入するおそれが高くなるという課題がある。
【０００７】
本発明の目的は、低速回転数制御と領域制限制御が実行可能な作業機械において、低速回転数制御に起因する領域制限制御時の制御精度の悪化を防止できる作業機械を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、エンジンと、前記エンジンにより駆動される油圧ポンプと、多関節型の作業機と、前記油圧ポンプから吐出される作動油により前記作業機を駆動する複数の油圧アクチュエータと、前記複数の油圧アクチュエータに操作信号を出力する複数の操作レバーと、前記複数の操作レバーを介してオペレータから掘削操作が入力されたとき、前記作業機の動作範囲が予め設定された目標面上およびその上方に制限されるように前記複数の油圧アクチュエータを制御する領域制限制御を行う制御装置とを備える作業機械において、前記制御装置による前記領域制限制御の実行を許可する許可位置と当該領域制限制御の実行を禁止する禁止位置とを択一的に選択する切り替え装置を備え、前記制御装置は、前記複数の操作レバーの全てが中立状態となった時点から所定時間が経過したとき、前記エンジンの回転数を制御回転数より小さい低速回転数とする低速回転数制御を行うエンジン制御部を備え、前記エンジン制御部は、前記切り替え装置が前記禁止位置に切り換えられた場合、前記複数の操作レバーの全てが中立状態となった時点から所定時間が経過すると前記低速回転数制御を実行し、前記切り替え装置が前記許可位置に切り換えられた場合、前記複数の操作レバーの全てが中立状態となった時点から所定時間が経過しても前記低速回転数制御を実行しないこととする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、領域制限制御に制御精度が要求される状況下では低速回転数制御が実行されないので、アクチュエータの速度変動を抑えることができ、領域制限制御時の制御精度を維持できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る油圧ショベルの構成図。
【図２】図１の油圧ショベルの制御コントローラを油圧駆動装置と共に示す図。
【図３】図２中のフロント制御用油圧ユニット１６０の詳細図。
【図４】図１の油圧ショベルの制御コントローラのハードウェア構成。
【図５】図１の油圧ショベルにおける座標系および目標面を示す図。
【図６】図１の油圧ショベルの制御コントローラの機能ブロック図。
【図７】図６中の領域制限制御部４３の機能ブロック図。
【図８】バケット爪先速度の垂直成分の制限値ａｙと距離Ｄとの関係を示す図。
【図９】目標面に対する爪先の位置と垂直成分ｂｙの組み合わせごとの目標速度ベクトルｃの垂直成分ｃｙの違いを示す図。
【図１０】第１の実施形態に係る制御コントローラにより実行されるオートアイドル制御処理のフローチャート。
【図１１】第２の実施形態に係る制御コントローラにより実行されるオートアイドル制御処理のフローチャート。
【図１２】第３の実施形態に係る制御コントローラにより実行されるオートアイドル制御処理のフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。なお、以下では、作業機の先端のアタッチメントとしてバケット１０を備える油圧ショベルを例示するが、バケット以外のアタッチメントを備える油圧ショベルで本発明を適用しても構わない。さらに、複数の被駆動部材（アタッチメント、アーム、ブーム等）を連結して構成され、所定の動作平面上で動作する多関節型の作業機を有するものであれば油圧ショベル以外の作業機械への適用も可能である。
【００１２】
また、以下の説明では、同一の構成要素が複数存在する場合、符号（数字）の末尾にアルファベットを付すことがあるが、当該アルファベットを省略して当該複数の構成要素をまとめて表記することがある。例えば、３つのポンプ３００ａ、３００ｂ、３００ｃが存在するとき、これらをまとめてポンプ３００と表記することがある。
【００１３】
＜第１実施形態＞
図１は本発明の第１の実施形態に係る油圧ショベルの構成図であり、図２は本発明の第１の実施形態に係る油圧ショベルの制御コントローラを油圧駆動装置と共に示す図であり、図３は図２中のフロント制御用油圧ユニット１６０の詳細図である。
【００１４】
図１において、油圧ショベル１は、フロント作業機１Ａと車体１Ｂで構成されている。車体１Ｂは、左右の走行モータ３ａ，３ｂにより走行する下部走行体１１と、下部走行体１１の上に旋回可能に取り付けられた上部旋回体１２とからなる。フロント作業機１Ａは、垂直方向にそれぞれ回動する複数の被駆動部材（ブーム８、アーム９及びバケット１０）を連結して構成されており、フロント作業機１Ａのブーム８の基端は上部旋回体１２の前部に支持されている。
【００１５】
上部旋回体１２に搭載された原動機であるエンジン１８は、油圧ポンプ２とパイロットポンプ４８を駆動する。油圧ポンプ２はレギュレータ２ａによって容量が制御される可変容量型ポンプであり、パイロットポンプ４８は固定容量型ポンプである。本実施形態においては、パイロットライン１４４，１４５，１４６，１４７，１４８，１４９の途中にシャトルブロック１６２が設けられている。操作装置４５，４６，４７から出力された油圧信号が、このシャトルブロック１６２を介してレギュレータ２ａにも入力される。シャトルブロック１６２の詳細構成は省略するが、油圧信号がシャトルブロック１６２を介してレギュレータ２ａに入力されており、油圧ポンプ２の吐出流量が当該油圧信号に応じて制御される。
【００１６】
パイロットポンプ４８の吐出配管であるポンプライン１４８ａはロック弁３９を通った後、複数に分岐して操作装置４５，４６，４７及びフロント制御用油圧ユニット１６０内の各弁に接続している。ロック弁３９は本例では電磁切換弁であり、その電磁駆動部は運転室（図１）に配置されたゲートロックレバー（不図示）の位置検出器と電気的に接続している。ゲートロックレバーのポジションは位置検出器で検出され、その位置検出器からロック弁３９に対してゲートロックレバーのポジションに応じた信号が入力される。ゲートロックレバーのポジションがロック位置にあればロック弁３９が閉じてポンプライン１４８ａが遮断され、ロック解除位置にあればロック弁３９が開いてポンプライン１４８ａが開通する。つまり、ポンプライン１４８ａが遮断された状態では操作装置４５，４６，４７による操作が無効化され、旋回や掘削等の動作が禁止される。
【００１７】
ブーム８、アーム９、バケット１０及び上部旋回体１２はブームシリンダ５、アームシリンダ６、バケットシリンダ７及び旋回油圧モータ４によりそれぞれ駆動される被駆動部材を構成する。これら被駆動部材８，９，１０，１２への動作指示は、上部旋回体１２上の運転室内に搭載された走行右レバー２３ａ、走行左レバー２３ｂ、操作右レバー１ａおよび操作左レバー１ｂ（これらを操作レバー１、２３と総称することがある）のオペレータによる操作に応じて出力される。
【００１８】
運転室内には、走行右レバー２３ａを有する操作装置４７ａと、走行左レバー２３ｂを有する操作装置４７ｂと、操作右レバー１ａを共有する操作装置４５ａ、４６ａと、操作左レバー１ｂを共有する操作装置４５ｂ、４６ｂが設置されている。操作装置４５，４６，４７は、油圧パイロット方式であり、パイロットポンプから吐出される圧油をもとに、それぞれオペレータにより操作される操作レバー１、２３の操作量（例えば、レバーストローク）と操作方向に応じたパイロット圧（操作圧と称することがある）を発生する。このように発生したパイロット圧は、コントロールバルブユニット２０内の対応する流量制御弁１５ａ〜１５ｆ（図２参照）の油圧駆動部１５０ａ〜１５５ｂにパイロットライン１４４ａ〜１４９ｂ（図２参照）を介して供給され、これら流量制御弁１５ａ〜１５ｆを駆動する制御信号として利用される。
【００１９】
油圧ポンプ２から吐出された圧油は、流量制御弁１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ、１５ｅ、１５ｆ（図２参照）を介して走行右油圧モータ３ａ、走行左油圧モータ３ｂ、旋回油圧モータ４、ブームシリンダ５、アームシリンダ６、バケットシリンダ７に供給される。供給された圧油によってブームシリンダ５、アームシリンダ６、バケットシリンダ７が伸縮することで、ブーム８、アーム９、バケット１０がそれぞれ回動し、バケット１０の位置及び姿勢が変化する。また、供給された圧油によって旋回油圧モータ４が回転することで、下部走行体１１に対して上部旋回体１２が旋回する。さらに、供給された圧油によって走行右油圧モータ３ａ、走行左油圧モータ３ｂが回転することで、下部走行体１１が走行する。
【００２０】
一方、ブーム８、アーム９、バケット１０の回動角度α、β、γ（図５参照）を測定可能なように、ブームピンにブーム角度センサ３０、アームピンにアーム角度センサ３１、バケットリンク１３にバケット角度センサ３２が取付けられ、上部旋回体１２には基準面（例えば水平面）に対する上部旋回体１２（車体１Ｂ）の前後方向の傾斜角θ（図５参照）を検出する車体傾斜角センサ３３が取付けられている。
【００２１】
本実施形態の油圧ショベルには、オペレータの掘削操作を補助する制御システムが備えられている。具体的には、操作装置４５ｂ，４６ａを介して掘削操作（具体的には、アームクラウド、バケットクラウドまたはバケットダンプの指示）が入力された場合、目標面６０（図５参照）と作業機１Ａの先端部分（本実施形態ではバケット１０の爪先とする）の位置関係を基に、作業機１Ａの先端部分の位置が目標面６０上及びその上方の領域内に保持されるように油圧アクチュエータ５，６，７のうち少なくともブームシリンダ５を強制的に動作させる制御（例えば、ブームシリンダ５を伸ばして強制的にブーム上げ動作を行う）を実行する掘削制御システムが備えられている。本稿ではこの制御を「領域制限制御」または「マシンコントロール」と称することがある。この制御によりバケット１０の爪先が目標面６０を越えることが防止されるので、オペレータの技量の程度に関わらず目標面６０に沿った掘削が可能となる。本実施形態では、領域制限制御に係る制御点を、油圧ショベルのバケット１０の爪先（作業機１Ａの先端）に設定している。制御点は作業機１Ａの先端部分の点であればバケット爪先以外にも変更可能である。例えば、バケット１０の底面や、バケットリンク１３の最外部も選択可能である。
【００２２】
この領域制限制御の実行が可能な掘削制御システムは、運転室内の操作パネルの上方などオペレータの視界を遮らない位置に設置され領域制限制御の有効無効を切り替えるマシンコントロールＯＮ／ＯＦＦスイッチ１７と、ブーム８用の操作装置４５ａのパイロットライン１４４ａ、１４４ｂに設けられ、操作レバー１ａの操作量としてパイロット圧（制御信号）を検出する圧力センサ７０ａ、７０ｂ（図３参照）と、一次ポート側がポンプライン１４８ａを介してパイロットポンプ４８に接続されパイロットポンプ４８からのパイロット圧を減圧して出力する電磁比例弁５４ａ（図３参照）と、ブーム８用の操作装置４５ａのパイロットライン１４４ａと電磁比例弁５４ａの二次ポート側に接続され、パイロットライン１４４ａ内のパイロット圧と電磁比例弁５４ａから出力される制御圧の高圧側を選択し、流量制御弁１５ａの油圧駆動部１５０ａに導くシャトル弁８２（図３参照）と、ブーム８用の操作装置４５ａのパイロットライン１４４ｂに設置され、電気信号に応じてパイロットライン１４４ｂ内のパイロット圧を減圧して出力する電磁比例弁５４ｂ（図３参照）と、領域制限制御が実行可能なコンピュータである制御コントローラ（制御装置）４０を備えている。
【００２３】
アーム９用のパイロットライン１４５ａ、１４５ｂには、操作レバー１ｂの操作量としてパイロット圧を検出して制御コントローラ４０に出力する圧力センサ７１ａ、７１ｂ（図３参照）と、制御コントローラ４０からの制御信号を基にパイロット圧を低減して出力する電磁比例弁５５ａ、５５ｂ（図３参照）がそれぞれ設けられている。
【００２４】
バケット１０用のパイロットライン１４６ａ、１４６ｂには、操作レバー１ａの操作量としてパイロット圧を検出して制御コントローラ４０に出力する圧力センサ７２ａ、７２ｂ（図３参照）と、制御コントローラ４０からの制御信号を基にパイロット圧を低減して出力する電磁比例弁５６ａ、５６ｂ（図３参照）と、一次ポート側がパイロットポンプ４８に接続されパイロットポンプ４８からのパイロット圧を減圧して出力する電磁比例弁５６ｃ，５６ｄ（図３参照）と、パイロットライン１４６ａ、１４６ｂ内のパイロット圧と電磁比例弁５６ｃ，５６ｄから出力される制御圧の高圧側を選択し、流量制御弁１５ｃの油圧駆動部１５２ａ，１５２ｂに導くシャトル弁８３ａ，８３ｂ（図３参照）とがそれぞれ設けられている。なお、図３では、圧力センサ７０、７１、７２と制御コントローラ４０との接続線は紙面の都合上省略している。
【００２５】
上記のように構成されるフロント制御用油圧ユニット１６０において、制御コントローラ４０から制御信号を出力して電磁比例弁５４ａ，５６ｃ，５６ｄを駆動すると、操作装置４５ａ，４６ａのオペレータ操作が無い場合にもパイロット圧を発生できるので、ブーム上げ動作、バケットクラウド動作又はバケットダンプ動作を強制的に発生できる。また、これと同様に制御コントローラ４０により電磁比例弁５４ｂ，５５ａ，５５ｂ，５６ａ，５６ｂを駆動すると、操作装置４５ａ，４５ｂ，４６ａのオペレータ操作により発生したパイロット圧を減ずることができ、ブーム下げ動作、アームクラウド／ダンプ動作、バケットクラウド／ダンプ動作の速度をオペレータ操作よりも強制的に低減できる。
【００２６】
制御コントローラ４０には、後述のＲＯＭ９３又はＲＡＭ９４に記憶された目標面６０の形状情報と位置情報、角度センサ３０〜３２と傾斜角センサ３３の検出信号、および圧力センサ７０〜７２の検出信号、が入力される。また制御コントローラ４０は領域制限制御を行うための制御信号（パイロット圧）の補正を行う電気信号を電磁比例弁５４〜５６に出力する。
【００２７】
図４に、制御コントローラ４０のハードウェア構成を示す。制御コントローラ４０は、入力部９１と、プロセッサである中央処理装置（ＣＰＵ）９２と、記憶装置であるリードオンリーメモリ（ＲＯＭ）９３及びランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）９４と、出力部９５とを有している。入力部９１は、作業機姿勢検出装置５０である角度センサ３０〜３２及び傾斜角センサ３３からの信号と、目標面６０を設定するための装置である目標面設定装置５１からの信号と、マシンコントロールＯＮ／ＯＦＦスイッチ１７からの信号と、オペレータが領域制限制御中に行われることを所望する掘削モードを複数のモードの中から１つ選択するための掘削モードスイッチ（モード選択装置）５８からの信号と、操作装置４５〜４７からの操作量を検出する圧力センサ（圧力センサ７０，７１，７２，７３，７４，７５を含む）であるオペレータ操作検出装置５２ａ，５２ｂからの信号と、およびオペレータが所望するエンジン回転数が入力されるエンジンコントロールダイヤル５９からの信号を入力し、Ａ／Ｄ変換を行う。ＲＯＭ９３は、後述する図１０，１１，１２のフローチャートに係る処理を含め領域制限制御を実行するための制御プログラムと、当該フローチャートの実行に必要な各種情報等が記憶された記録媒体であり、ＣＰＵ９２は、ＲＯＭ９３に記憶された制御プログラムに従って入力部９１及びメモリ９３、９４から取り入れた信号に対して所定の演算処理を行う。出力部９５は、ＣＰＵ９２での演算結果に応じた出力用の信号を作成し、その信号を電磁比例弁５４〜５６、報知装置５３またはエンジン１８に出力することで、油圧アクチュエータ４〜７を駆動・制御したり、車体１Ｂ、バケット１０及び目標面６０等の画像を報知装置５３であるモニタの表示画面上に表示させたり、エンジン１８を駆動したりする。
【００２８】
報知装置５３は、オペレータに目標面６０と作業機１Ａの位置関係を表示するディスプレイ（表示装置）、あるいは目標面６０と作業機１Ａの位置関係を音（音声も含む）により通達するスピーカの少なくとも一つから構成される。
【００２９】
なお、図４の制御コントローラ４０は、記憶装置としてＲＯＭ９３及びＲＡＭ９４という半導体メモリを備えているが、記憶装置であれば特に代替可能であり、例えばハードディスクドライブ等の磁気記憶装置を備えても良い。
【００３０】
図６は、本発明の実施形態に係る制御コントローラ４０の機能ブロック図である。制御コントローラ４０は、領域制限制御部４３と、電磁比例弁制御部４４と、回転数設定部６１と、状況判定部６２と、エンジン制御部６３を備えている。
【００３１】
領域制限制御部４３には、作業機姿勢検出装置５０、目標面設定装置５１、マシンコントロールＯＮ／ＯＦＦスイッチ１７、掘削モードスイッチ（モード選択装置）５８およびオペレータ操作検出装置５２ａが接続されている。
【００３２】
作業機姿勢検出装置５０は、ブーム角度センサ３０、アーム角度センサ３１、バケット角度センサ３２、車体傾斜角センサ３３、から構成される。
【００３３】
目標面設定装置５１は、目標面６０に関する情報（各目標面の位置情報や傾斜角度情報を含む）を入力可能なインターフェースである。目標面設定装置５１を介した目標面の入力は、オペレータが手動で行っても、ネットワーク等を介して外部から取り込んでも良い。また、目標面設定装置５１にはＧＮＳＳ受信機等の衛星通信アンテナ（図示せず）が接続されている。グローバル座標系上に規定された目標面の３次元データを格納した外部端末とショベルがデータ通信可能な場合には、当該衛星通信アンテナにより特定したショベルのグローバル座標を基にショベル位置に対応する目標面を当該外部端末の３次元データ内で探索して取り込むことができる。
【００３４】
オペレータ操作検出装置５２ａは、オペレータによる操作レバー１ａ、１ｂ（操作装置４５ａ，４５ｂ，４６ａ）の操作によってパイロットライン１４４，１４５，１４６に生じる操作圧を取得する圧力センサ７０ａ，７０ｂ，７１ａ，７１ｂ，７２ａ，７２ｂから構成される。すなわち、作業機１Ａに係る油圧シリンダ５，６，７に対する操作を検出している。オペレータ操作検出装置５２ｂは、オペレータによる操作レバー１ｂ，２３ａ，２３ｂ（操作装置４６ｂ，４７ａ，４７ｂ）の操作によってパイロットライン１４７，１４８，１４９に生じる操作圧を取得する圧力センサ７３ａ，７３ｂ，７４ａ，７４ｂ，７５ａ，７５ｂ（図２参照）から構成される。すなわち、旋回及び走行に係る油圧モータ３ａ，３ｂ，４に対する操作を検出している。
【００３５】
本実施の形態で掘削モードスイッチ（モード選択装置）５８を介して選択可能な掘削モードとしては、「仕上げモード（精度重視モード）」と「粗掘削モード（応答性重視モード）」がある。
【００３６】
仕上げモードは、作業機１Ａの掘削動作時に目標面６０への作業機１Ａの接近速度を制限するモードであり、精度重視モードとも称される。具体的には、作業機１Ａの先端と目標面６０の距離が所定値以内の場合に操作装置４５ｂを介したオペレータのアームクラウド操作（掘削操作）によりパイロットライン１４５ａにパイロット圧が発生したとき、制御コントローラ４０により電磁比例弁５５ａを適宜動作させて当該パイロット圧を絞ることでアームシリンダ６の伸び速度を減速補正するモードである。このモードは文字通り高い制御精度が要求される仕上げ作業時に選択されることを想定している。このモードでは、目標面６０の位置は設定装置５１からの入力のままとする。このようにアームクラウドの速度（アームシリンダ６の伸び速度）を目標面の近傍で減速補正して作業機１Ａの目標面への接近速度を低減すると作業機１Ａの応答性は低下するものの、制御誤差が生じた場合にも領域制限制御時に誤ってバケット先端が目標面を越えることが防止され、結果的に目標面近傍での作業機１Ａの制御精度が向上する。また、上記のように電磁比例弁５５ａの制御によりアームシリンダ６を減速することに代えて、制御コントローラ４０により、粗掘削モードの回転数より相対的に小さい仕上げモード用の回転数にエンジン１８の回転数を設定しても良い。さらに、レギュレータ２ａにより、粗掘削モードの容量より相対的に小さい仕上げモード用の容量に油圧ポンプ２の容量を設定しても良い。上記ではアームシリンダ６の伸び速度を減速補正することに触れたが、作業機１Ａの先端の目標面への接近速度が低減できれば良く、アームシリンダ６の伸び速度の減速補正に加えて／代えて、電磁比例弁５４ｂによりブームシリンダ５の縮み速度を減速補正しても良い。
【００３７】
粗掘削モードは、領域制限制御部４３内の目標面演算部４３ｃにおいて、設定装置５１で設定された目標面（実目標面）６０に代えて当該目標面を所定の値だけ上方にオフセットしたものを制御上の目標面（仮想目標面）とするモードであり、応答性重視モードとも称される。このモードでは、仕上げモードと異なり、目標面の近傍でアームシリンダ６の伸び速度を減速補正することなくオペレータ操作に即して決定し、作業機１Ａの掘削動作時に仮想目標面への作業機１Ａの接近速度を制限しない。一般的にアームシリンダ６の伸び速度をオペレータ操作に即した値にして応答性を優先すると、アームシリンダ速度が比較的速い場合等には領域制限制御による強制ブーム上げ動作を加えても目標面の下方に作業機１Ａが侵入し易くなる。しかし、粗掘削モードでは、応答性を維持したままでも上記のようにオフセットした仮想目標面を制御上の目標面としているので、仮想目標面への作業機１Ａの侵入は許しても実目標面６０への侵入を食い止めることができ、結果的に作業速度を向上できる。なお、実目標面６０のオフセット量、すなわち仮想目標面の位置は、制御誤差を実目標面６０と仮想目標面の間で吸収できるように決定するものとする。
【００３８】
図７は図６中の領域制限制御部４３の機能ブロック図である。領域制限制御部４３は、操作量演算部４３ａと、姿勢演算部４３ｂと、目標面演算部４３ｃと、シリンダ速度演算部４３ｄと、バケット先端速度演算部４３ｅと、目標バケット先端速度演算部４３ｆと、目標シリンダ速度演算部４３ｇと、目標パイロット圧演算部４３ｈを備えている。
【００３９】
操作量演算部４３ａは、オペレータ操作検出装置５２ａからの入力を基に操作装置４５ａ，４５ｂ，４６ａ（操作レバー１ａ，１ｂ）の操作量を算出する。圧力センサ７０，７１，７２の検出値から操作装置４５ａ，４５ｂ，４６ａの操作量が算出できる。
【００４０】
シリンダ速度演算部４３ｄは、操作量演算部４３ａで演算された操作量を基に各油圧シリンダ５，６，７の動作速度（シリンダ速度）を演算する。各油圧シリンダ５，６，７の動作速度は、操作量演算部４３ａで演算された操作量と、流量制御弁１５ａ，１５ｂ，１５ｃの特性と、各油圧シリンダ５，６，７の断面積と、油圧ポンプ２の容量（傾転角）と回転数を乗じて得られるポンプ流量（吐出量）等から算出できる。
【００４１】
なお、圧力センサ７０，７１，７２による操作量の算出は一例に過ぎず、例えば各操作装置４５ａ，４５ｂ，４６ａの操作レバーの回転変位を検出する位置センサ（例えば、ロータリーエンコーダ）で当該操作レバーの操作量を検出しても良い。また、操作量から動作速度を算出する構成に代えて、各油圧シリンダ５，６，７の伸縮量を検出するストロークセンサを取り付け、検出した伸縮量の時間変化を基に各シリンダの動作速度を算出する構成も適用可能である。
【００４２】
姿勢演算部４３ｂは作業機姿勢検出装置５０からの情報に基づき、作業機１Ａの姿勢を演算する。作業機１Ａの姿勢は図５のショベル基準座標上に定義できる。図５のショベル基準座標は、上部旋回体１２に設定された座標であり、上部旋回体１２に回動可能に支持されているブーム８の基底部を原点とし、上部旋回体１２における鉛直方向にＺ軸、水平方向にＸ軸を設定した。Ｘ軸に対するブーム８の傾斜角をブーム角α、ブーム８に対するアーム９の傾斜角をアーム角β、アームに対するバケット爪先の傾斜角をバケット角γとした。水平面（基準面）に対する車体１Ｂ（上部旋回体１２）の傾斜角を傾斜角θとした。ブーム角αはブーム角度センサ３０により、アーム角βはアーム角度センサ３１により、バケット角γはバケット角度センサ３２により、傾斜角θは車体傾斜角センサ３３により検出される。図５中に規定したようにブーム８、アーム９、バケット１０の長さをそれぞれＬ１，Ｌ２，Ｌ３とすると、ショベル基準座標におけるバケット爪先位置の座標および作業機１Ａの姿勢はＬ１，Ｌ２，Ｌ３，α，β，γで表現できる。
【００４３】
目標面演算部４３ｃは、目標面設定装置５１からの情報に基づき目標面６０を演算し、これをＲＯＭ９３内に記憶する。本実施形態では、図９に示すように、３次元の目標面を作業機１Ａが移動する平面（作業機の動作平面）で切断した断面形状を目標面６０（２次元の目標面）として利用する。また、目標面演算部４３ｃは、掘削モードスイッチ５８の切り替え位置の情報に応じて制御対象の目標面を切り換えることができる。掘削モードスイッチ５８の切り替え位置には、前述の粗掘削モードが選択される第１位置と、仕上げモードが選択される第２位置がある。第１位置が選択されている場合には、設定装置５１で設定された目標面６０を上方にオフセットした仮想目標面を制御対象の目標面とする。第２位置が選択されている場合には、設定装置５１で設定された目標面（実目標面）６０を制御対象の目標面とする。
【００４４】
バケット先端速度演算部４３ｅは、シリンダ速度演算部４３ｄで演算された各油圧シリンダ５，６，７の動作速度と、姿勢演算部４３ｂで演算された作業機１Ａの姿勢とを基に、バケット先端（爪先）の速度ベクトルｂを演算する。また、バケット先端速度演算部４３ｅは、掘削モードスイッチ５８の切り替え位置として仕上げモード（第２位置）が選択されている場合には既述の通り少なくともアームシリンダ６の動作速度を減速補正できる。さらに、バケット先端速度演算部４３ｅは、目標面演算部４３ｃから入力される目標面の情報を基にバケット先端の速度ベクトルｂを当該目標面に水平な成分ｂｘと垂直な成分ｂｙに分解できる。
【００４５】
目標バケット先端速度演算部４３ｆは、まず、バケット先端から制御対象の目標面までの距離Ｄ（図５参照）と図８のグラフを基にバケット先端の速度ベクトルの目標面に垂直な成分の制限値ａｙを算出する。制限値ａｙの計算は、図８に示すような制限値ａｙと距離Ｄとの関係を定義した関数又はテーブル等の形式で制御コントローラ４０のＲＯＭ９３に記憶しておき、この関係を適宜読み出して行う。距離Ｄは、姿勢演算部４３ｂで演算したバケット１０の爪先の位置（座標）と、ＲＯＭ９３に記憶された目標面を含む直線の距離から算出できる。なお、制限値ａｙと距離Ｄとの関係は、距離Ｄの増加とともに制限値ａｙが単調減少する特性を有することが好ましいが、図８に示したものに限らない。例えば、距離Ｄが正の所定値以上または負の所定値以下で制限値ａｙが個別の所定値に保持されるようにしても良いし、制限値ａｙと距離Ｄの関係を曲線で定義しても良い。
【００４６】
次に目標バケット先端速度演算部４３ｆは、目標面とバケット先端の上下関係と、バケット先端の速度ベクトルの垂直成分ｂｙの方向と、バケット先端の速度ベクトルの垂直成分ｂｙ及び制限値ａｙの絶対値の大きさとを基に、バケット先端の目標速度ベクトルｃの垂直成分ｃｙを演算する。具体的には、図９に示すように（Ａ）−（Ｄ）に場合分けして垂直成分ｃｙを演算する。次に（Ａ）−（Ｄ）の垂直成分ｃｙの演算について説明する。  
（Ａ）目標面の下方にバケット先端が在り、かつ、演算部４３ｅで演算された垂直成分ｂｙが下向き（（−）方向）の場合は、制限値ａｙ（図８から方向は上向きとなる）を垂直成分ｃｙとする（ｃｙ＝ａｙ）。  
（Ｂ）目標面の下方にバケット先端が在り、かつ、垂直成分ｂｙが上向き（（＋）方向）の場合は、垂直成分ｂｙと制限値ａｙ（図８から方向は上向きとなる）のうち、絶対値の大きい方を垂直成分ｃｙとする。  
（Ｃ）目標面の上方にバケット先端が在り、かつ、垂直成分ｂｙが下向き（（−）方向）の場合は、垂直成分ｂｙと制限値ａｙ（図８から方向は下向きとなる）のうち、絶対値の小さい方を垂直成分ｃｙとする。  
（Ｄ）目標面の上方にバケット先端が在り、かつ、垂直成分ｂｙが上向き（（＋）方向）の場合は、垂直成分ｂｙ（方向は上向き）を垂直成分ｃｙとする（ｃｙ＝ｂｙ）。  
そして、目標面６０上にバケット先端がある場合、制限値ａｙはゼロであり、垂直成分ｃｙがゼロに保持されるため、目標面６０付近で例えばアーム９をクラウド動作させればバケット先端速度の水平成分ｃｘにより目標面６０に沿った掘削動作が実現される。
【００４７】
目標シリンダ速度演算部４３ｇは、上記のように目標バケット先端速度演算部４３ｆで算出された垂直成分ｃｙを基に各油圧シリンダ５，６，７の目標速度を演算する。本実施形態では、上記（Ａ）〜（Ｄ）の結果により垂直成分ｃｙが制限値ａｙとなる場合、垂直成分ｂｙを垂直成分ｃｙ（＝ａｙ）に補正する処理は、強制ブーム上げにより発生する垂直上向きの成分で補正するようにプログラムされている。そのため、垂直成分ｂｙを垂直成分ｃｙに補正可能なブームシリンダ５の伸び速度の目標値は一意に定まる。このときのアームシリンダ６及びバケットシリンダ７の目標速度は、シリンダ速度演算部４３ｄで算出した値のままとする（但し、バケット先端速度演算部４３ｅで、アームシリンダ６の減速補正を含む油圧シリンダ５，６，７の速度補正を実施した場合には、当該補正後の速度を目標速度とする）。これにより、バケット先端の目標速度ベクトルｃは、各油圧シリンダ５，６，７を目標速度で動作させたときにバケット先端に表れる速度ベクトルの合成値となる。
【００４８】
ところで、上記（Ａ）〜（Ｄ）の結果により垂直成分ｃｙが垂直成分ｂｙとなる場合、目標シリンダ速度演算部４３ｇは、バケット先端速度演算部４３ｅで算出したバケット先端の速度ベクトルｂを基に各油圧シリンダ５，６，７の目標速度を算出する。
【００４９】
マシンコントロールＯＮ／ＯＦＦスイッチ１７の切り換え位置が領域制限制御の有効を示すＯＮ位置の場合には、目標シリンダ速度演算部４３ｇは上記の演算結果を目標パイロット圧演算部４３ｈに出力する。しかし、マシンコントロールＯＮ／ＯＦＦスイッチ１７の切り換え位置が領域制限制御の無効を示すＯＦＦ位置の場合には、目標シリンダ速度演算部４３ｇは、シリンダ速度演算部４３ｄの演算結果を目標パイロット圧演算部４３ｈに出力する。
【００５０】
目標パイロット圧演算部４３ｈは、目標シリンダ速度演算部４３ｇで算出された各シリンダ５，６，７の目標速度を基に各油圧シリンダ５，６，７の流量制御弁１５ａ，１５ｂ，１５ｃへの目標パイロット圧を演算する。
【００５１】
電磁比例弁制御部４４は、目標パイロット圧演算部４３ｈで算出された各流量制御弁１５ａ，１５ｂ，１５ｃへの目標パイロット圧を基に、各電磁比例弁５４〜５６への指令を演算する。なお、オペレータ操作に基づくパイロット圧と、目標パイロット圧演算部４３ｈで算出された目標パイロット圧が一致する場合には、該当する電磁比例弁５４〜５６への電流値（指令値）はゼロとなり、該当する電磁比例弁５４〜５６の動作は行われない。
【００５２】
上記のように構成される領域制限制御部４３および電磁比例弁制御部４４によれば、オペレータが操作レバー１を操作してアーム９の引き動作によって水平掘削を行う場合、バケット先端が目標面６０の下方に侵入する虞があるときには、電磁比例弁５４ａが制御されてブーム８の上げ動作が自動的に行われるので、オペレータの熟練度に関わらず目標面６０に沿った掘削動作を実現できる。また、掘削モードスイッチ５８で仕上げモードを選択すれば、電磁比例弁５５ａによりアームシリンダ６の伸び速度が減速され、掘削精度を向上できる。なお、バケット１０背面の目標面６０に対する角度が一定値となり、均し作業が容易となるように、電磁比例弁５６ｄを制御してバケット１０が自動でダンプ方向に回動するようにしても良い。
【００５３】
図６に戻り、状況判定部６２は、領域制限制御部４３に入力される情報及び／又は領域制限制御部４３で算出される情報を基に、エンジン制御部６３による低速回転数制御（オートアイドル制御）を実行すべきか否かを判定する部分である。当該判定の具体的内容についてはフローチャートを用いて後述する。
【００５４】
回転数設定部６１は、エンジン制御部６３により低速回転数制御（オートアイドル制御）が行われていない場合のエンジン１８の目標回転数（本稿では「制御回転数」と称することがある）を制御する部分である。制御回転数としては、エンジンコントロールダイヤル５９の設定回転数が原則利用されるが、他の制御により決定される回転数が当該設定回転数に優先して利用されることがある。「他の制御により決定される回転数」としては、種々の回転数が利用可能であるが、例えば、低い作動油温度やエンジン冷却水温度を暖機により上昇させる目的で制御される回転数がある。また、省エネ目的で作業負荷に応じて制御される回転数や、任意に選択された作業モード（例えば、省エネモード、パワーモード、重負荷モードなど）に応じて制御される回転数などがある。
【００５５】
エンジン制御部６３は、原則、回転数設定部６１から入力される制御回転数を目標回転数にしてエンジン回転数指令を生成し、当該指令を出力してエンジン１８の回転数を制御回転数に制御する。エンジン制御部６３は、回転数設定部６１の他に、オペレータ操作検出装置５２ａ，５２ｂと状況判定部６２からの信号が入力されるように構成されている。エンジン制御部６３は、検出装置５２ａ，５２ｂと状況判定部６２からの信号を基に、操作レバー１ａ，１ｂ，２３ａ，２３ｂの全てが中立状態となった時点から所定時間が経過したか否かの判定（第１判定）と、状況判定部６２によって低速回転数制御（オートアイドル制御）を実行すべきか否かの判定（第２判定）を、エンジン１８の動作中所定の制御周期で行っている。
【００５６】
エンジン制御部６３は、第２判定が「低速回転数制御（オートアイドル制御）を実行すべきでない」という結果の場合には、第１判定の結果の如何に関わらず、エンジン１８の目標回転数を、制御回転数に代えて、当該制御回転数より小さい低速回転数（オートアイドル回転数）とする低速回転数制御（オートアイドル制御）を行わないように構成されている。
【００５７】
また、エンジン制御部６３は、第２判定が「低速回転数制御（オートアイドル制御）を実行すべき」という結果の場合に、第１判定において操作レバー１ａ，１ｂ，２３ａ，２３ｂの全てが中立状態となった時点から所定時間が経過したと判断された場合には、エンジン１８の目標回転数を、制御回転数に代えて、当該制御回転数より小さい低速回転数（オートアイドル回転数）とする低速回転数制御（オートアイドル制御）を行うように構成されている。このようにエンジン回転数を制御すると、操作レバーの非操作時に自動的にエンジン回転数を制御回転数から低速回転数に低減できるので、余計な燃料消費を免れて省エネ効果が得られる。
【００５８】
次に、状況判定部６２及びエンジン制御部６３が本実施形態で実行する処理の詳細を図１０で説明する。図１０は第１の実施形態に係る制御コントローラ４０により実行されるオートアイドル制御処理のフローチャートである。制御コントローラ４０は、エンジン制御部６３がオートアイドル制御の実行要否を確認する制御周期で図１０に示すフローチャートを開始する。
【００５９】
まず、Ｓ１００では、エンジン制御部６３が、操作レバー１ａ，１ｂ，２３ａ，２３ｂの全てが中立状態となった時点から所定時間Ｔ１以上が経過したか否かの判定を行う。時間の計測はエンジン制御部６３が備えるタイマー機能により行い、全ての操作レバーが中立となった時点からの経過時間をタイマーで計測する。Ｓ１１０で全ての操作レバー１，２３が中立状態となって時間Ｔ１以上が経過したと判定された場合には、Ｓ１０２に進む。これとは反対に、全ての操作レバー１，２３が中立状態となって時間Ｔ１が経過していないと判定された場合（操作レバー１，２３の少なくとも１つが操作中または全ての操作レバー１，２３が中立の状態がＴ１未満の場合）には後述のＳ１０９に進む。
【００６０】
Ｓ１０２では、状況判定部６２は、マシンコントロールＯＮ／ＯＦＦスイッチ１７からの信号を領域制限制御部４３を経由して入力し、当該スイッチ１７の切り換え位置を確認する。Ｓ１０４では、Ｓ１０２で入力したスイッチ１７の切り換え位置を基に領域制限制御が有効又は無効かを判定する。スイッチ１７の切り換え位置がＯＮ位置にあると確認できた場合には、領域制限制御部４３による領域制限制御に制御精度が要求される可能性がありオートアイドル制御を実行すべきでないとみなしてＳ１０９に進む。一方、スイッチ１７の切り換え位置がＯＦＦ位置にあると確認できた場合には、領域制限制御に制御精度が要求される可能性は無くオートアイドル制御を実行すべきとみなしてＳ１１０に進む。
【００６１】
Ｓ１０９では、エンジン制御部６３はオートアイドル制御を実行せず、回転数設定部６１で設定された制御回転数に目標回転数をセットしてスタートに戻る。これにより複数の操作レバー１ａ，１ｂ，２３ａ，２３ｂの全てが中立状態となった時点から時間Ｔ１が経過してもオートアイドル制御を実行されない。また、オートアイドル制御の実行中に操作レバー１，２３の少なくとも１つが操作された場合には、オートアイドル制御が解除される。Ｓ１００から直接Ｓ１０９に遷移してきた場合には、オートアイドル制御が解除される場面であり、タイマーの計測時間をゼロにリセットする。
【００６２】
Ｓ１１０では、エンジン制御部６３は、制御回転数を低速回転数に強制的に低減するオートアイドル制御を実行又は継続し、スタートに戻る。
【００６３】
上記のように、本実施形態では、エンジン１８と、エンジン１８により駆動される油圧ポンプ２と、多関節型の作業機１Ａと、油圧ポンプ２から吐出される作動油により作業機械１Ａを駆動する複数の油圧アクチュエータ５，６，７と、複数の操作レバー１ａ，１ｂを介してオペレータから掘削操作が入力されたとき、作業機１Ａの動作範囲が予め設定された目標面６０上およびその上方に制限されるように複数の油圧アクチュエータ５，６，７を制御する領域制限制御を行う領域制限制御部４３を有する制御コントローラ４０とを備える油圧ショベル１において、領域制限制御部４３による領域制限制御の実行を許可するＯＮ位置（許可位置）と領域制限制御の実行を禁止するＯＦＦ位置（禁止位置）とを択一的に選択するマシンコントロールＯＮ／ＯＦＦスイッチ１７を油圧ショベル１に備え、複数の油圧アクチュエータ５，６，７に操作信号を出力する複数の操作レバー１ａ，１ｂと、複数の操作レバー１ａ，１ｂ，２３ａ，２３ｂの全てが中立状態となった時点から所定時間Ｔ１が経過したとき、エンジン１８の回転数を制御回転数より小さい低速回転数とするオートアイドル制御（低速回転数制御）を行うエンジン制御部６３を制御コントローラ４０に備えた。そして、エンジン制御部６３（制御コントローラ４０）は、スイッチ１７がＯＦＦ位置に切り換えられている状態で複数の操作レバー１ａ，１ｂ，２３ａ，２３ｂの全てが中立状態となった時点から所定時間Ｔ１が経過すると、オートアイドル制御を実行し、スイッチ１７がＯＮ位置に切り換えられている状態では、複数の操作レバー１ａ，１ｂ，２３ａ，２３ｂの全てが中立状態となった時点から所定時間Ｔ１が経過してもオートアイドル制御を実行しないこととした。
【００６４】
このように構成した油圧ショベルでは、マシンコントロールＯＮ／ＯＦＦスイッチ１７がＯＮ位置にある間は、高い制御精度が要求される仕上げ作業が領域制限制御として実際に行われるか否かに関わらず一律にオートアイドル制御が実行されないことになる。そのため、作業の再開とともに領域制限制御による仕上げ作業が実行された場合に油圧シリンダの速度が変化することを防止でき、領域制限制御時の作業機１Ａの制御精度を維持できる。これにより目標面に沿った作業機先端の制御が維持できるので作業機１Ａが形成する目標面の精度を維持できる。
【００６５】
＜第２実施形態＞
本発明の第２の実施形態について説明する。ハードウェア構成は第１の実施形態と同じなので説明は省略する。状況判定部６２及びエンジン制御部６３が本実施形態で実行する処理の詳細を図１１で説明する。
【００６６】
図１１は第２の実施形態に係る制御コントローラ４０により実行されるオートアイドル制御処理のフローチャートである。先の図と同じ符号を付した処理は、先の図と同じ処理であり説明を省略する。
【００６７】
Ｓ１０５では、状況判定部６２は、掘削モードスイッチ５８からの信号を領域制限制御部４３を経由して入力し、当該スイッチ５８によって選択されたモードを確認する。
【００６８】
Ｓ１０６では、Ｓ１０５で入力した情報を基にスイッチ５８の選択モードが基に仕上げモード（精度重視モード）か否かを判定する。スイッチ５８の選択モードが仕上げモード（精度重視モード）であると確認できた場合には、仕上げ作業が領域制限制御部４３の領域制限制御により実行される可能性が高くオートアイドル制御を実行すべきでないとみなしてＳ１０９に進み、エンジン制御部６３はオートアイドル制御を行わない。一方、スイッチ５８の選択モードが粗掘削モード（応答性重視モード）であると確認できた場合には、仕上げ作業が領域制限制御部４３の領域制限制御により実行される可能性が低くオートアイドル制御を実行すべきとみなしてＳ１１０に進み、エンジン制御部６３はオートアイドル制御を行う。
【００６９】
上記のように、本実施形態では、第１の実施形態の構成に加えて、目標面６０への作業機１Ａの接近速度を制限する仕上げモード（精度重視モード）と、目標面６０を所定の値だけ上方にオフセットした目標面（仮想目標面）を領域制限制御中の目標面とし、その仮想目標面への作業機１Ａの接近速度を制限しない粗掘削モード（応答性重視モード）のいずれかを領域制限制御の制御モードとして選択可能な掘削モードスイッチ５８を油圧ショベル１に備えた。そして、エンジン制御部６３（制御コントローラ４０）は、スイッチ５８で仕上げモードが選択されたときには、マシンコントロールＯＮ／ＯＦＦスイッチ１７がＯＮ位置の状態で複数の操作レバー１ａ，１ｂ，２３ａ，２３ｂの全てが中立状態となった時点から所定時間Ｔ１が経過してもオートアイドル制御を実行せず、スイッチ５８で粗掘削モードが選択されたときには、マシンコントロールＯＮ／ＯＦＦスイッチ１７がＯＮ位置の状態で複数の操作レバー１ａ，１ｂ，２３ａ，２３ｂの全てが中立状態となった時点から所定時間Ｔ１が経過するとオートアイドル制御を実行することとした。
【００７０】
このように構成した油圧ショベルによれば、マシンコントロールＯＮ／ＯＦＦスイッチ１７がＯＮ位置にあっても、掘削モードスイッチ５８で粗掘削モード（応答性重視モード）が選択されている場合には、複数の操作レバー１ａ，１ｂ，２３ａ，２３ｂの全てが中立状態となった時点から所定時間Ｔ１が経過するとオートアイドル制御が実行されるので、マシンコントロールＯＮ／ＯＦＦスイッチ１７がＯＮ位置にあっても油圧ショベル１の燃料消費量を低減できる。つまり、マシンコントロールＯＮ／ＯＦＦスイッチ１７がＯＮ位置にあっても燃料消費量を低減できるので、第１の実施形態よりも高い燃料消費量低減効果が期待できる。
【００７１】
なお、図１１のフローチャートからＳ１０２及びＳ１０４は省略しても良い。すなわち、マシンコントロールＯＮ／ＯＦＦスイッチ１７の位置確認無しで、Ｓ１０５以降の処理を行っても良い。また、上記では、仕上げモード（精度重視モード）以外に掘削モードスイッチ５８で選択可能なモードは、粗掘削モード（応答性重視モード）のみであったが、領域制限制御の制御モードとしてその他のモードを設定し、当該その他のモードをスイッチ５８で選択可能に構成した場合にも本実施の形態は適用可能である。すなわち、仕上げモード（精度重視モード）と当該仕上げモードを除く少なくとも１つの他のモードの中から、択一的に制御モードが選択可能なように掘削モードスイッチ５８を構成しても、本実施形態は適用可能である。
【００７２】
＜第３実施形態＞
本発明の第３の実施形態について説明する。ハードウェア構成は第１の実施形態と同じなので説明は省略する。状況判定部６２及びエンジン制御部６３が本実施形態で実行する処理の詳細を図１２で説明する。
【００７３】
図１２は第３の実施形態に係る制御コントローラ４０により実行されるオートアイドル制御処理のフローチャートである。先の図と同じ符号を付した処理は、先の図と同じ処理であり説明を省略する。
【００７４】
Ｓ１０７では、状況判定部６２は、姿勢演算部４３ｂと目標面演算部４３ｃの演算結果から算出されるバケット先端から制御対象の目標面までの距離Ｄを領域制限制御部４３から入力する。
【００７５】
Ｓ１０８では、Ｓ１０７で入力した距離Ｄが所定値ｄ１以下か否かを判定する。距離Ｄが所定値ｄ１以下であると確認できた場合には、仕上げ作業が領域制限制御部４３の領域制限制御により実行される可能性が高くオートアイドル制御を実行すべきでないとみなしてＳ１０９に進み、エンジン制御部６３はオートアイドル制御を行わない。一方、距離Ｄが所定値ｄ１を越えると確認できた場合には、領域制限制御による仕上げ作業が実行される可能性が低くオートアイドル制御を実行すべきとみなしてＳ１１０に進み、エンジン制御部６３はオートアイドル制御を行う。
【００７６】
上記のように、本実施形態のエンジン制御部６３（制御コントローラ４０）は、距離Ｄが所定値ｄ１を越えるときには、マシンコントロールＯＮ／ＯＦＦスイッチ１７がＯＮ位置の状態で複数の操作レバー１ａ，１ｂ，２３ａ，２３ｂの全てが中立状態となった時点から所定時間Ｔ１が経過するとオートアイドル制御を実行し、距離Ｄが所定値ｄ１以内のときには、マシンコントロールＯＮ／ＯＦＦスイッチ１７がＯＮ位置の状態で複数の操作レバー１ａ，１ｂ，２３ａ，２３ｂの全てが中立状態となった時点から所定時間Ｔ１が経過してもオートアイドル制御を実行しないこととした。
【００７７】
このように構成した油圧ショベルによれば、マシンコントロールＯＮ／ＯＦＦスイッチ１７がＯＮ位置にあっても、距離Ｄが所定値ｄ１以下の場合には、複数の操作レバー１ａ，１ｂ，２３ａ，２３ｂの全てが中立状態となった時点から所定時間Ｔ１が経過するとオートアイドル制御が実行されるので、マシンコントロールＯＮ／ＯＦＦスイッチ１７がＯＮ位置にあっても油圧ショベル１の燃料消費量を低減できる。つまり、マシンコントロールＯＮ／ＯＦＦスイッチ１７がＯＮ位置にあっても燃料消費量を低減できるので、第１の実施形態よりも高い燃料消費量低減効果を期待できる。また、第２の実施形態の制御では粗掘削中に誤って仕上げモード（制御重視モード）が選択されていると、目標面までの距離Ｄが充分あって状況的にはオートアイドル制御が可能な場面であってもオートアイドル制御が不必要に禁止される可能性があるが、本実施形態によれば距離Ｄを基にオートアイドル制御の実行の有無が決定されるので誤って仕上げモードが選択されている場合にも燃料消費量が低減され得る。
【００７８】
なお、所定値ｄ１の決定に関して、領域制限制御が実行される距離Ｄの上限値（ｄ２）が存在する場合にはｄ１＝ｄ２と設定しても良い（ｄ２は正の値）。この場合、距離Ｄがｄ２以上であれば領域制限制御が実行されない又は実行されても粗掘削ができれば良いので、オートアイドル制御を実行してもその制御からの復帰時に制御精度上の支障は生じない。具体的には、図８のグラフが、距離Ｄが正側の所定値ｄ２以上の範囲で制限値ａｙが設定されないように構成されている場合（例えば、Ｄ≧ｄ２で制限値ａｙが無限大になる場合や、Ｄ≧ｄ２で制限値ａｙが垂直成分ｂｙの理論最大値を越える場合）がこれに該当し、ｄ１＝ｄ２と設定することができる。また、領域制限制御に高い制御精度が要求され得る距離Ｄの上限値（ｄ３）を決定できる場合にはｄ１＝ｄ３と設定しても良い。上限値ｄ３の例としては粗掘削モードにおける仮想目標面の実目標面６０からのオフセット量がある。
【００７９】
ところで、第２の実施の携帯と同様に、図１２のフローチャートからＳ１０２及びＳ１０４は省略しても良い。すなわち、マシンコントロールＯＮ／ＯＦＦスイッチ１７の位置確認無しで、Ｓ１０７以降の処理を行っても良い。
【００８０】
＜付記＞
上記の説明では目標面を直線として説明したが、目標面は複数の線分を連結して定義しても良い。
【００８１】
上記の各実施形態では、４本の操作レバー１ａ，１ｂ，２３ａ，２３ｂが中立位置にある状態が時間Ｔ１以上継続したときにエンジン制御部６３によりオートアイドル制御が開始されることとしたが、主に作業機１Ａを操作する２本の操作レバー１ａ，１ｂが中立位置にある状態が時間Ｔ１以上継続したときにオートアイドル制御が開始されるように構成しても良い。
【００８２】
上記では、状況判定部６２が、エンジン制御部６３によるオートアイドル制御（低速回転数制御）を実行すべきか否かを判定する根拠として、スイッチ１７の位置、モードスイッチ５８の選択モードおよび距離Ｄの３つを例示したが、オートアイドル制御を実行すべきか否かの判定が可能な指標であれば他の指標も利用可能である。
【００８３】
上記では、領域制限制御に高い制御精度が要求される場面として仕上げ作業を例に挙げたが、領域制限制御の仕上げ作業に限らず、マシンコントロールに高い制御精度が要求される場面であれば各実施形態は適用可能である。
【００８４】
なお、上記の各実施形態では、マシンコントロールＯＮ／ＯＦＦスイッチ１７及び掘削モードスイッチ５８の信号が領域制限制御部４３を経由して状況判定部６２に入力される場合について説明したが（例えば図６参照）、マシンコントロールＯＮ／ＯＦＦスイッチ１７及び掘削モードスイッチ５８の信号が領域制限制御部４３を経由せず状況判定部６２に直接入力されるように制御コントローラ４０を構成して図１０〜１２の制御を行っても良い。
【００８５】
本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内の様々な変形例が含まれる。例えば、本発明は、上記の実施の形態で説明した全ての構成を備えるものに限定されず、その構成の一部を削除したものも含まれる。また、ある実施の形態に係る構成の一部を、他の実施の形態に係る構成に追加又は置換することが可能である。
【符号の説明】
【００８６】
１Ａ…フロント作業機、８…ブーム、９…アーム、１０…バケット、１７…マシンコントロールＯＮ／ＯＦＦスイッチ１７、３０…ブーム角度センサ、３１…アーム角度センサ、３２…バケット角度センサ、４０…制御コントローラ、４３…領域制限制御部、４４…電磁比例弁制御部、４５…操作装置（ブーム、アーム）、４６…操作装置（バケット、旋回）、４７…操作装置（走行）、５０…作業機姿勢検出装置、５１…目標面設定装置、５２ａ，５２ｂ…オペレータ操作検出装置、５４，５５，５６…電磁比例弁、５８…掘削モードスイッチ、５９…エンジンコントロールダイヤル、６１…回転数設定部、６２…状況判定部、６３…エンジン制御部
【図１】
2018003515.tif 000003
【図２】
2018003515.tif 000004
【図３】
2018003515.tif 000005
【図４】
2018003515.tif 000006
【図５】
2018003515.tif 000007
【図６】
2018003515.tif 000008
【図７】
2018003515.tif 000009
【図８】
2018003515.tif 000010
【図９】
2018003515.tif 000011
【図１０】
2018003515.tif 000012
【図１１】
2018003515.tif 000013
【図１２】
2018003515.tif 000014