(57)【要約】【課題】マシンコントロールが実行される領域をオペレータに認識させることができる作業機械を提供すること。【解決手段】減速領域６００に作業機１Ａが位置する場合，予め定めた条件に従って作業機を動作させるマシンコントロールを実行し，非減速領域６２０に作業機が位置する場合，マシンコントロールを実行しないアクチュエータ制御部８１を有する制御装置４０を油圧ショベル１に備える。制御装置は，操作装置４５の操作量に基づいて作業機の動作を判定する動作判定部６６と，減速領域と非減速領域の境界線６５０，目標面７２０および作業機の位置関係を表示装置５３ａに表示する表示制御部３７４ａとをさらに備える。アクチュエータ制御部は，動作判定部の判定結果に応じて境界線の位置を変更してマシンコントロールを実行し，表示制御部は，動作判定部の判定結果に応じて表示装置５３ａにおける境界線の位置を変更する。【選択図】  図６
2019112825.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多関節型の作業機と，
前記作業機を駆動する複数の油圧アクチュエータと，
オペレータの操作に応じて前記作業機の動作を指示する操作装置と，
任意に設定された目標面の上方に設定された第１領域に前記作業機が位置する場合，予め定めた条件に従って前記作業機を動作させるマシンコントロールを実行し，前記第１領域の上方に設定された第２領域に前記作業機が位置する場合，前記マシンコントロールを実行しないアクチュエータ制御部を有する制御装置と，
前記目標面および前記作業機の位置関係が表示される表示装置とを備える作業機械において，
前記制御装置は，
前記操作装置の操作量に基づいて前記作業機の動作を判定する動作判定部と，
前記第１領域と前記第２領域の境界線，前記目標面および前記作業機の位置関係を前記表示装置に表示する処理を実行する表示制御部とをさらに備え，
前記アクチュエータ制御部は，前記動作判定部の判定結果に応じて前記境界線の位置を変更して前記マシンコントロールを実行し，
前記表示制御部は，前記動作判定部の判定結果に応じて前記表示装置における前記境界線の位置を変更することを特徴とする作業機械。
【請求項２】
請求項１の作業機械において，
前記作業機はアームとブームを有し，
前記動作判定部は，前記操作装置にアームダンプ操作とブーム下げ操作が入力されている場合には第１戻り動作と判定し，前記操作装置にアームダンプ操作が入力されているがブーム下げ操作が入力されていない場合には第２戻り動作と判定し，
前記表示制御部は，前記動作判定部が前記第１戻り動作と判定したときは前記境界線の位置を前記第２戻り動作と判定した場合よりも高くすることを特徴とする作業機械。
【請求項３】
請求項１の作業機械において，
前記表示制御部は，さらに前記目標面の形状に応じて前記表示装置における前記境界線の位置を変更することを特徴とする作業機械。
【請求項４】
請求項１の作業機械において，
前記アクチュエータ制御部は，前記マシンコントロールとして，前記作業機の先端部が前記目標面に近づくほど前記作業機の先端部の速度ベクトルにおける前記目標面に接近する方向のベクトル成分が低減するように前記複数の油圧アクチュエータのうち少なくとも１つを制御することを特徴とする作業機械。
【請求項５】
請求項４の作業機械において，
前記表示制御部は，前記マシンコントロールにより前記作業機の先端部の速度ベクトルにおける前記目標面に接近する方向のベクトル成分が減速される程度を前記表示装置上において色で表現することを特徴とする作業機械。
【請求項６】
請求項１の作業機械において，
前記作業機が前記第１領域に接近した場合に音を発生する音声出力装置をさらに備えることを特徴とする作業機械。
【請求項７】
請求項１の作業機械において，
前記作業機が前記第１領域に接近した場合に点灯する警告灯をさらに備える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】
本発明はマシンコントロールが実行可能な作業機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
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（例えばバケットの爪先）の位置関係を基に，作業機（フロント作業機とも言う）の先端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，作業機を駆動するブームシリンダ，アームシリンダ及びバケットシリンダ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がある。このような作業機先端の動き得る領域を制限する制御システムの利用により掘削面の仕上げ作業や法面の成形作業が容易になる。以下では，この種の制御を「マシンコントロール（ＭＣ：Ｍａｃｈｉｎｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）」，「領域制限制御」または「（オペレータ操作に対する）介入制御」と称することがある。
【０００３】
この種の制御システムを備えた油圧ショベルとして，特許文献１には，操作装置（操作レバー）からの信号を基にバケット先端の目標速度ベクトルを演算し，目標面（設定領域の境界）の上方に設定した減速領域（設定領域）内にフロント作業機があるときは当該目標速度ベクトルにおける目標面に接近する方向のベクトル成分が低減するようにマシンコントロールによりブームシリンダを制御し，減速領域の上方の領域（非減速領域）にフロント作業機があるときにはマシンコントロールは行わずに当該目標速度ベクトルを維持するものが開示されている。
【０００４】
また，目標面とバケットの画像を表示装置上に表示して油圧ショベルの作業を視覚的にガイダンスする表示システムがある。特許文献２には，目標面よりも地表面に近い位置に目安面（掘削目安線ＲＴＬ）を設定し，バケットの高さと目安面の高さを比較し，比較結果に基づいて通報音によるガイダンスを行うショベルが開示されている。この文献には目安面から異なる高さに複数の作業目安線（作業量目安線ＷＴＬ１，ＷＴＬ２）を設定し，その作業目安線ごとに通報音を異ならせることも開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第１９９５／０３００５９号パンフレット
【０００６】
【特許文献２】国際公開第２０１６／１４８２５１号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１の油圧ショベルで目標面に沿った掘削作業を行う場合，オペレータは，アームクラウド操作により掘削開始点から目標面に沿って車体に近い位置までバケットを移動させた後，アームダンプ操作により再び掘削開始点までバケットを戻す戻り作業を行う。また，目標面に沿った均し作業を行う場合も，アームクラウド操作により均し開始点から目標面に沿って車体に近い位置までバケットを移動させた後，アームダンプ操作により再び均し開始点までバケットを戻す戻り作業を行う。掘削作業や均し作業では戻り作業は繰り返し行われる。そのため戻り作業の所要時間は作業効率向上の観点からは短い方が好ましい。
【０００８】
特許文献１では，減速領域にバケットが位置すると，フロント作業機の速度はオペレータの意思に係わらず常に減速されてしまうが，その減速領域の範囲はオペレータに明示されていない。そのため戻り作業中にバケットが減速領域を通過した場合にはオペレータの意図に反してフロント作業機の速度が減速されてしまい作業効率が低下するおそれがある。作業効率向上のためには減速領域の範囲をオペレータに認識させ，戻り作業中にできるだけ作業機が減速領域を通過しないように操作させることが好ましい。
【０００９】
なお，特許文献２の技術は，地表面と目標面の間に目安面や作業目安線を設定して通報音を出すことで地表面から目標面までどの程度掘り進んだのかをオペレータに認識させるものに過ぎず，目標面（目安面，作業目安線）から所定の距離で規定される減速領域の範囲をオペレータに認識させるものとしては利用できない。
【００１０】
本発明の目的は，マシンコントロールが実行される領域をオペレータに認識させることが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】
【００１１】
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，多関節型の作業機と，前記作業機を駆動する複数の油圧アクチュエータと，オペレータの操作に応じて前記作業機の動作を指示する操作装置と，任意に設定された目標面の上方に設定された第１領域に前記作業機が位置する場合，予め定めた条件に従って前記作業機を動作させるマシンコントロールを実行し，前記第１領域の上方に設定された第２領域に前記作業機が位置する場合，前記マシンコントロールを実行しないアクチュエータ制御部を有する制御装置と，前記目標面および前記作業機の位置関係が表示される表示装置とを備える作業機械において，前記制御装置は，前記操作装置の操作量に基づいて前記作業機の動作を判定する動作判定部と，前記第１領域と前記第２領域の境界線，前記目標面および前記作業機の位置関係を前記表示装置に表示する処理を実行する表示制御部とをさらに備え，前記アクチュエータ制御部は，前記動作判定部の判定結果に応じて前記境界線の位置を変更して前記マシンコントロールを実行し，前記表示制御部は，前記動作判定部の判定結果に応じて前記表示装置における前記境界線の位置を変更するものとする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば，マシンコントロールが実行される領域と実行されない領域の境界線の位置が作業機の位置とともに表示装置に表示され，オペレータはこれを参考にして作業機を操作することができるので，マシンコントロールが実行される領域を作業機が戻り作業中に通過する時間が低減して作業効率を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】油圧ショベルの構成図。
【図２】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の油圧ショベルにおける座標系および目標面を示す図。
【図５】油圧ショベルの制御コントローラ４０のハードウェア構成図。
【図６】油圧ショベルの制御コントローラ４０の機能ブロック図。
【図７】図６中のＭＧ・ＭＣ制御部４３の機能ブロック図。
【図８】動作判定部６６による動作判定フロー。
【図９】第１動作時のアクチュエータ制御部８１による制御（第１制御）のフローチャート。
【図１０】第１動作時の目標面距離Ｙａと減速率ｈの関係図。
【図１１】バケット１０の先端が補正後の目標速度ベクトルＶｃａの通りにＭＣされたときの軌跡の一例を示す図。
【図１２】第１動作時の表示制御部３７４ａによる制御（第１制御）のフローチャート。
【図１３】通達装置５３の構成図の一例を示す図。
【図１４】第１動作時の音声制御部３７４ｂによる制御（第１制御）のフローチャート。
【図１５】通知領域６４０の説明図。
【図１６】第２動作時のアクチュエータ制御部８１による制御（第２制御）のフローチャート。
【図１７】第２動作時における目標面距離Ｙａと減速率ｈの関係図。
【図１８】第２動作時における目標面距離Ｙａと減速率ｈの関係図。
【図１９】第２動作時の表示制御部３７４ａによる制御（第２制御）のフローチャート。
【図２０】第２動作時の音声制御部３７４ｂによる制御（第２制御）のフローチャート。
【図２１】第３動作時のアクチュエータ制御部８１による制御（第３制御）のフローチャート。
【図２２】第３動作時における目標面距離Ｙａと減速率ｈの関係図。
【図２３】第３動作時における目標面距離Ｙａと減速率ｈの関係図。
【図２４】第３動作時の表示制御部３７４ａによる制御（第３制御）のフローチャート。
【図２５】第３動作時の音声制御部３７４ｂによる制御（第３制御）のフローチャート。
【図２６】第２動作中の通達装置５３の一例を示す図。
【図２７】第３動作中の通達装置５３の一例を示す図。
【図２８】表示装置５３ａの画面上の減速領域６００内で減速率ｈを色で表現した例。
【図２９】２つの目標面の交点からの距離を考慮して減速率ｈを変化させた場合の一例を示す図。
【図３０】減速率ｈが図２９のように設定されている場合の表示装置５３ａの表示画面の一例。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
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，作業機の先端の作業具（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作業機械で本発明を適用しても構わない。さらに，複数のリンク部材（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。
【００１５】
また，本稿では，或る形状を示す用語（例えば，目標面，設計面等）とともに用いられる「上」，「上方」又は「下方」という語の意味に関し，「上」は当該或る形状の「表面」を意味し，「上方」は当該或る形状の「表面より高い位置」を意味し，「下方」は当該或る形状の「表面より低い位置」を意味することとする。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。
【００１６】
＜油圧ショベルの全体構成＞
図１は本発明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。
【００１７】
図１において，油圧ショベル１は，多関節型のフロント作業機１Ａと，車体１Ｂで構成されている。車体１Ｂは，左右の走行油圧モータ３ａ，３ｂ（油圧モータ３ａは図２を参照）により走行する下部走行体１１と，下部走行体１１の上に取り付けられ，旋回油圧モータ４により旋回する上部旋回体１２とからなる。
【００１８】
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いる。ブーム８の基端は上部旋回体１２の前部においてブームピンを介して回動可能に支持されている。ブーム８の先端にはアームピンを介してアーム９が回動可能に連結されており，アーム９の先端にはバケットピンを介してバケット１０が回動可能に連結されている。ブーム８はブームシリンダ５によって駆動され，アーム９はアームシリンダ６によって駆動され，バケット１０はバケットシリンダ７によって駆動される。
【００１９】
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。なお，角度センサ３０，３１，３２はそれぞれ基準面（例えば水平面）に対する角度センサに代替可能である。
【００２０】
上部旋回体１２に設けられた運転室内には，走行右レバー２３ａ（図１）を有し走行右油圧モータ３ａ（下部走行体１１）を操作するための操作装置４７ａ（図２）と，走行左レバー２３ｂ（図１）を有し走行左油圧モータ３ｂ（下部走行体１１）を操作するための操作装置４７ｂ（図２）と，操作右レバー１ａ（図１）を共有しブームシリンダ５（ブーム８）及びバケットシリンダ７（バケット１０）を操作するための操作装置４５ａ，４６ａ（図２）と，操作左レバー１ｂ（図１）を共有しアームシリンダ６（アーム９）及び旋回油圧モータ４（上部旋回体１２）を操作するための操作装置４５ｂ，４６ｂ（図２）が設置されている。以下では，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を操作レバー１，２３と総称することがある。
【００２１】
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，図２に示すように，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。
【００２２】
パイロットポンプ４８の吐出配管であるポンプライン１７０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，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，その電磁駆動部は上部旋回体１２の運転室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１７０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１７０が開通する。つまり，ポンプライン１７０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，掘削等の動作が禁止される。
【００２３】
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４８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または図３参照）の油圧駆動部１５０ａ〜１５５ｂにパイロットライン１４４ａ〜１４９ｂ（図３参照）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。
【００２４】
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３参照）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。そして，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。
【００２５】
作業機１Ａの姿勢は図４のショベル基準座標に基づいて定義できる。図４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，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。ブーム角αは，ブーム８を最大（最高）まで上げたとき（ブームシリンダ５が上げ方向のストロークエンドのとき，つまりブームシリンダ長が最長のとき）に最少となり，ブーム８を最小（最低）まで下げたとき（ブームシリンダ５が下げ方向のストロークエンドのとき，つまりブームシリンダ長が最短のとき）に最大となる。アーム角βは，アームシリンダ長が最短のときに最小となり，アームシリンダ長が最長のときに最大となる。バケット角γは，バケットシリンダ長が最短のとき（図４のとき）に最小となり，バケットシリンダ長が最長のときに最大となる。このとき，ブーム８の基底部からアーム９との接続部までの長さをＬ１，アーム９とブーム８の接続部からアーム９とバケット１０の接続部までの長さをＬ２，アーム９とバケット１０の接続部からバケット１０の先端部までの長さをＬ３とすると，ショベル基準座標におけるバケット１０の先端位置は，ＸｂｋをＸ方向位置，ＺｂｋをＺ方向位置として，以下の式で表すことができる。
【００２６】
【数１】
2019112825.tif 000003
【００２７】
【数２】
2019112825.tif 000004
【００２８】
また，油圧ショベル１は，図４に示すように，上部旋回体１２に一対のＧＮＳＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ  Ｓａｔｔｅｌｉｔｅ  Ｓｙｓｔｅｍ）アンテナ１４Ａ，１４Ｂを備えている。ＧＮＳＳアンテナ１４からの情報に基づき，グローバル座標系における油圧ショベル１の位置，またバケット１０の位置を算出することができる。
【００２９】
図５は本実施形態に係る油圧ショベルが備えるマシンガイダンス（Ｍａｃｈｉｎｅ  Ｇｕｉｄａｎｃｅ：ＭＧ）ならびにマシンコントロール（Ｍａｃｈｉｎｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌ：ＭＣ）システムの構成図である。
【００３０】
本システムでのフロント作業機１ＡのＭＣとしては，操作装置４５ａ，４５ｂ，４６ａが操作され，かつ，任意に設定された目標面７００（図４参照）の上方に設定された所定の閉領域である減速領域（第１領域）６００に作業機１Ａが位置する場合，予め定めた条件に従って作業機１Ａを動作させる制御が実行される。具体的には，減速領域６００では，作業機１Ａの先端部（例えばバケット１０の爪先）が目標面７００に近づくほど作業機１Ａの先端部の速度ベクトルにおける目標面７００に接近する方向のベクトル成分が低減するように複数の油圧アクチュエータ５，６，７のうち少なくとも１つを制御することがＭＣとして行われる（詳細は後述）。油圧アクチュエータ５，６，７の制御は，該当する流量制御弁１５ａ，１５ｂ，１５ｃに制御信号（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）を強制的に出力することで行われる。このＭＣによりバケット１０の爪先が目標面７００の下方に侵入す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７００に沿った掘削が可能となる。一方，減速領域６００の上方に減速領域６００と隣接して設定された非減速領域（第２領域）６２０に作業機１Ａが位置する場合にはＭＣは実行されず，オペレータの操作通りに作業機１Ａが動作する。図４における点線６５０は，減速領域６００と非減速領域６２０の境界線である。
【００３１】
なお，本実施形態では，ＭＣ時のフロント作業機１Ａの制御点を，油圧ショベルのバケット１０の爪先（作業機１Ａの先端）に設定しているが，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り，目標面７００から最も距離の近いバケット１０上の点を適宜制御点とする構成を採用しても良い。また，本稿ではＭＣを，操作装置４５，４６の非操作時に作業機１Ａの動作をコントローラにより制御する「自動制御」に対して，操作装置４５，４６の操作時にのみ作業機１Ａの動作をコントローラにより制御する「半自動制御」と称することがある。
【００３２】
また，本システムでのフロント作業機１ＡのＭＧとしては，例えば後述の図１３に示すように，減速領域６００と非減速領域６２０の境界線６５０と，目標面７００と，作業機１Ａ（例えば，バケット１０）との位置関係を表示装置５３ａに表示する処理が行われる。減速領域６００と非減速領域６２０の境界線６５０を表示装置５３ａに表示すると，減速領域６００と作業機１Ａの位置関係をオペレータに把握させることができる。これにより，作業機１Ａに素早い動作が求められる局面（例えば，掘削開始点までバケットを戻す戻り作業）でオペレータの意思に反して作業機１Ａが減速領域６００内に侵入して作業機１Ａが減速する場面の頻発を抑制できる。
【００３３】
図５のシステムは，作業機姿勢検出装置５０と，目標面設定装置５１と，オペレータ操作検出装置５２ａと，目標面７００と作業機１Ａの位置関係を表示可能な表示装置５３ａと，ＭＣが実行される減速領域６００に作業機１Ａが接近している旨を警告音（音声）で報せる音声出力装置５３ｂと，減速領域６００に作業機１Ａが接近している旨を警告灯で報せる警告灯装置５３ｂと，ＭＧ及びＭＣを司る制御コントローラ（制御装置）４０とを備えている。
【００３４】
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。これらの角度センサ３０，３１，３２，３３は作業機１Ａの姿勢センサとして機能している。
【００３５】
目標面設定装置５１は，目標面７００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は，グローバル座標系（絶対座標系）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（図示せず）と接続されている。なお，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良い。
【００３６】
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（第１制御信号）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。
【００３７】
表示装置５３ａ，音声出力装置５３ｂおよび警告灯装置５３ｃは運転室内に設置されている。なお，本稿ではこの３つの装置５３ａ，５３ｂ，５３ｃを通達装置５３と総称することがある。
【００３８】
＜フロント制御用油圧ユニット１６０＞
図３に示すように，フロント制御用油圧ユニット１６０は，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（第１制御信号）を検出する圧力センサ７０ａ，７０ｂと，一次ポート側がポンプライン１７０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（第２制御信号）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８２ａ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，制御コントローラ４０からの制御信号を基にパイロットライン１４４ｂ内のパイロット圧（第１制御信号）を低減して出力する電磁比例弁５４ｂを備えている。
【００３９】
また，フロント制御用油圧ユニット１６０は，アーム９用のパイロットライン１４５ａ，１４５ｂに設置され，操作レバー１ｂの操作量としてパイロット圧（第１制御信号）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と，パイロットライン１４５ｂに設置され，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（第１制御信号）を低減して出力する電磁比例弁５５ｂと，パイロットライン１４５ａに設置され，制御コントローラ４０からの制御信号を基にパイロットライン１４５ａ内のパイロット圧（第１制御信号）を低減して出力する電磁比例弁５５ａが設けられている。
【００４０】
また，フロント制御用油圧ユニット１６０は，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（第１制御信号）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（第１制御信号）を低減して出力する電磁比例弁５６ａ，５６ｂ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。
【００４１】
電磁比例弁５４ｂ，５５ａ，５５ｂ，５６ａ，５６ｂは，非通電時には開度が最大で，制御コントローラ４０からの制御信号である電流を増大させるほど開度は小さくなる。一方，電磁比例弁５４ａ，５６ｃ，５６ｄは，非通電時には開度をゼロ，通電時に開度を有し，制御コントローラ４０からの電流（制御信号）を増大させるほど開度は大きくなる。このように各電磁比例弁の開度５４，５５，５６は制御コントローラ４０からの制御信号に応じたものとなる。
【００４２】
上記のように構成される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，対応する操作装置４５ａ，４６ａのオペレータ操作が無い場合にもパイロット圧（第２制御信号）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，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（第１制御信号）を減じたパイロット圧（第２制御信号）を発生することができ，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の値から強制的に低減できる。
【００４３】
本稿では，流量制御弁１５ａ〜１５ｃに対する制御信号のうち，操作装置４５ａ，４５ｂ，４６ａの操作によって発生したパイロット圧を「第１制御信号」と称する。そして，流量制御弁１５ａ〜１５ｃに対する制御信号のうち，制御コントローラ４０で電磁比例弁５４ｂ，５５ａ，５５ｂ，５６ａ，５６ｂを駆動して第１制御信号を補正（低減）して生成したパイロット圧と，制御コントローラ４０で電磁比例弁５４ａ，５６ｃ，５６ｄを駆動して第１制御信号とは別に新たに生成したパイロット圧を「第２制御信号」と称する。
【００４４】
第２制御信号は，第１制御信号によって発生される作業機１Ａの制御点の速度ベクトルが所定の条件に反するときに生成され，当該所定の条件に反しない作業機１Ａの制御点の速度ベクトルを発生させる制御信号として生成される。なお，同一の流量制御弁１５ａ〜１５ｃにおける一方の油圧駆動部に対して第１制御信号が，他方の油圧駆動部に対して第２制御信号が生成される場合は，第２制御信号を優先的に油圧駆動部に作用させるものとし，第１制御信号を電磁比例弁で遮断し，第２制御信号を当該他方の油圧駆動部に入力する。したがって，流量制御弁１５ａ〜１５ｃのうち第２制御信号が演算されたものについては第２制御信号を基に制御され，第２制御信号が演算されなかったものについては第１制御信号を基に制御され，第１及び第２制御信号の双方が発生しなかったものについては制御（駆動）されないことになる。上記のように第１制御信号と第２制御信号を定義すると，ＭＣは，第２制御信号に基づく流量制御弁１５ａ〜１５ｃの制御ということもできる。
【００４５】
＜制御コントローラ＞
図５において制御コントローラ４０は，入力インターフェース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，出力インターフェース９５とを有している。入力インターフェース９１には，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７００を設定するための装置である目標面設定装置５１からの信号が入力され，ＣＰＵ９２が演算可能なように変換する。ＲＯＭ９３は，後述するフローチャートに係る処理を含めＭＧ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インターフェース９１及びＲＯＭ９３，ＲＡＭ９４から取り入れた信号に対して所定の演算処理を行う。出力インターフェース９５は，ＣＰＵ９２での演算結果に応じた出力用の信号を作成し，その信号を通達装置５３に出力することで通達装置５３を作動させられることができる。
【００４６】
なお，図５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。
【００４７】
図６は，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，ＭＧ及びＭＣ制御部（ＭＧ／ＭＣ制御部）４３と，電磁比例弁制御部４４と，通達制御部３７４（表示制御部３７４ａ，音声制御部３７４ｂ，警告灯制御部３７４ｃ）と，動作判定部６６を備えている。
【００４８】
＜ＭＧ／ＭＣ制御部４３＞
図７は図６中のＭＧ／ＭＣ制御部４３の機能ブロック図である。ＭＧ／ＭＣ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，アクチュエータ制御部８１と，目標面比較部６２を備えている。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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，ローカル座標系（ショベル基準座標）におけるフロント作業機１Ａの姿勢と，バケット１０の爪先の位置を演算する。既述のとおり，バケット１０の爪先位置（Ｘｂｋ，Ｚｂｋ）は，式（１）及び式（２）により演算できる。
【００５２】
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７００の位置情報を演算し，これをＲＡＭ９４内に記憶する。本実施形態では，図４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７００（２次元の目標面）として利用する。
【００５３】
なお，図４の例では目標面７００は１つだが，目標面が複数存在する場合もある。目標面が複数存在する場合には，例えば，作業機１Ａから最も近いものを目標面と設定する方法や，バケット爪先の下方に位置するものを目標面とする方法や，任意に選択したものを目標面とする方法等がある。
【００５４】
アクチュエータ制御部８１は，操作装置４５ａ，４５ｂ，４６ａの操作時に，予め定めた条件に従って複数の油圧アクチュエータ５，６，７の少なくとも１つを制御する。本実施形態のアクチュエータ制御部８１は，操作装置４５ａ，４５ｂ，４６ａの操作時に，目標面７００の位置と，フロント作業機１Ａの姿勢及びバケット１０の爪先の位置と，操作装置４５ａ，４５ｂ，４６ａの操作量とに基づいて，目標面７００上またはその上方にバケット１０の爪先（制御点）が位置するようにブームシリンダ５（ブーム８）及びアームシリンダ６（アーム９）の少なくとも一方の動作を制御するＭＣを実行する。アクチュエータ制御部８１は，各油圧シリンダ５，６，７の流量制御弁１５ａ，１５ｂ，１５ｃの目標パイロット圧を演算し，その演算した目標パイロット圧を電磁比例弁制御部４４に出力する。また，アクチュエータ制御部８１は動作判定部６６から入力される判定結果に応じてＭＣの制御内容を切り替える。動作判定部６６の判定結果ごとのアクチュエータ制御部８１によるＭＣの詳細は後述する。
【００５５】
＜電磁比例弁制御部４４＞
電磁比例弁制御部４４は，アクチュエータ制御部８１から出力される各流量制御弁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（第１制御信号）と，アクチュエータ制御部８１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。
【００５６】
＜動作判定部６６＞
動作判定部６６は，操作量演算部４３ａで演算された操作装置４５ａ，４５ｂ，４６ａ（操作レバー１ａ，１ｂ）の操作量に基づいてフロント作業機１Ａの動作を判定する。動作判定部６６は，判定結果をアクチュエータ制御部８１及び通達制御部３７４（表示制御部３７４ａ，音声制御部３７４ｂ及び警告灯制御部３７４ｃ）に出力する。動作判定部６６による動作判定フローの詳細は後述する。
【００５７】
＜通達制御部３７４＞
表示制御部３７４ａは，ＭＧ／ＭＣ制御部４３から入力されるフロント作業機１Ａの姿勢情報，バケット１０の爪先の位置情報，目標面７００の位置情報と，動作判定部６６から入力される判定結果に基づいて，減速領域６００と非減速領域６２０の境界線６５０と，目標面７００と，作業機１Ａ（バケット１０の爪先）との位置関係を表示装置５３ａに表示する処理を実行する。また，表示制御部３７４ａは，動作判定部６６の判定結果に応じて表示装置５３ａにおける境界線６５０の位置を変更する処理も実行する。動作判定部６６の判定結果ごとの表示制御部３７４ａによる表示制御の詳細は後述する。
【００５８】
音声制御部３７４ｂは，ＭＧ／ＭＣ制御部４３から入力されるフロント作業機１Ａの姿勢情報，バケット１０の爪先の位置情報，目標面７００の位置情報と，動作判定部６６から入力される判定結果に基づいて，音声出力装置５３ｂによる警報音の出力のＯＮ／ＯＦＦを制御する処理を実行する。動作判定部６６の判定結果ごとの音声制御部３７４ｂによる音声出力制御の詳細は後述する。
【００５９】
警告灯制御部３７４ｃは，ＭＧ／ＭＣ制御部４３から入力されるフロント作業機１Ａの姿勢情報，バケット１０の爪先の位置情報，目標面７００の位置情報と，動作判定部６６から入力される判定結果に基づいて，警告灯装置５３ｃによる警告灯のＯＮ（点灯）／ＯＦＦ（消灯）を制御する処理を実行する。動作判定部６６の判定結果ごとの警告灯制御部３７４ｃによる点灯制御の詳細は後述する。
【００６０】
＜動作判定部６６の動作判定フロー＞
図８は動作判定部６６による動作判定フローを示す図である。動作判定部６６は，図８の処理を所定の間隔（制御周期）で繰り返す。制御周期が到来し処理が開始されると，動作判定部６６はＳ８１で操作装置４５ｂにアームクラウド操作が入力されているか否か（すなわち圧力センサ７１ａが所定値以上の圧力を検出したか否か）を判定する。ここでアームクラウド操作の入力が検出された場合には現在の動作は「第１動作」であると判定する。そして，その判定結果をアクチュエータ制御部８１及び通達制御部３７４（表示制御部３７４ａ，音声制御部３７４ｂ及び警告灯制御部３７４ｃ）に出力し，動作判定部６６は次の制御周期まで待機する（Ｓ８２）。一方，Ｓ８１でアームクラウド操作の入力が検出されなかった場合はＳ８３に進む。
【００６１】
Ｓ８３では動作判定部６６は操作装置４５ｂにアームダンプ操作が入力されているか否か（すなわち圧力センサ７１ｂが所定値以上の圧力を検出したか否か）を判定する。ここでアームダンプ操作の入力が検出されなかった場合には現在の動作は「第１動作」であると判定して次の制御周期まで待機する（Ｓ８２）。一方，Ｓ８４でアームダンプ操作の入力が検出された場合はＳ８４に進む。
【００６２】
Ｓ８４では動作判定部６６は操作装置４５ａにブーム下げ操作が入力されているか否か（すなわち圧力センサ７０ｂが所定値以上の圧力を検出したか否か）を判定する。ここでブーム下げ操作の入力が検出された場合には，現在の動作は少なくともアームダンプとブーム下げが複合された「第２動作」である判定する。そして，その判定結果をアクチュエータ制御部８１及び通達制御部３７４（表示制御部３７４ａ，音声制御部３７４ｂ及び警告灯制御部３７４ｃ）に出力し，動作判定部６６は次の制御周期まで待機する（Ｓ８５）。一方，Ｓ８４でブーム下げ操作の入力が検出されなかった場合は，Ｓ８６に進んで現在の動作は少なくともアームダンプ（但しブーム下げは除く）が行われる「第３動作」であると判定する。そして，その判定結果をアクチュエータ制御部８１及び通達制御部３７４（表示制御部３７４ａ，音声制御部３７４ｂ及び警告灯制御部３７４ｃ）に出力し，動作判定部６６は次の制御周期まで待機する（Ｓ８６）。
【００６３】
ところで，既述の通りアクチュエータ制御部８１及び通達制御部３７４（表示制御部３７４ａ，音声制御部３７４ｂ，警告灯制御部３７４ｃ）は動作判定部６６の判定結果（第１動作，第２動作，第３動作）に応じて異なる制御を実行する。次にその制御の詳細を説明する。
【００６４】
＜１．１．第１動作時のアクチュエータ制御部８１のフロー＞
図９は第１動作時のアクチュエータ制御部８１による制御（第１制御）のフローチャートである。アクチュエータ制御部８１は操作装置４５ａ，４５ｂ，４６ａがオペレータにより操作されると図９の処理を開始する。
【００６５】
Ｓ１０１では，アクチュエータ制御部８１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。
【００６６】
Ｓ１０２では，アクチュエータ制御部８１は，Ｓ１０１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，オペレータ操作によるバケット先端（爪先）の速度ベクトル（先端速度ベクトル）Ｖｃを演算する。なお，本稿では，先端速度ベクトルＶｃにおける目標面７００に水平な成分をＶｃｘとし，垂直な成分をＶｃｙとする。
【００６７】
本実施形態では図１１に示すように，目標面７００上に設定されたＸｔ軸と，目標面７００の法線方向を正とするＹｔ軸とで規定されるＸｔＹｔ座標系を設定し，このＸｔＹｔ座標系で爪先の速度ベクトルＶｃや後述の目標速度ベクトルＶｃａ等を定義する。また，ＸｔＹｔ座標系以外の座標系（例えばＸＹ座標系）の座標値は，必要に応じてＸｔＹｔ座標系に座標変換して利用するものとする。なお，図１１に示したＸＹ座標系の原点の位置は一例に過ぎず，例えば任意の姿勢のバケット１０の爪先から目標面７００に下ろした垂線の足を原点としても良いし，その他の点を原点としても良い。
【００６８】
Ｓ１０３では，アクチュエータ制御部８１は，Ｓ１０２で算出した先端速度ベクトルＶｃにおける目標面７００に垂直な成分Ｖｃｙがゼロ未満か否か，すなわち先端速度ベクトルＶｃ（垂直成分Ｖｃｙ）は目標面７００に近づく方向か否かを判定する。ここで垂直成分Ｖｃｙがゼロ未満であると判定された場合（すなわちベクトルＶｃが目標面７００に近づく方向であると判定された場合）には，Ｓ１０４に進む。一方，垂直成分Ｖｃｙがゼロ以上であると判定された場合（すなわちベクトルＶｃが目標面７００から離れる方向であると判定された場合）には，Ｓ１０８に進む。
【００６９】
Ｓ１０８では，アクチュエータ制御部８１は，バケット先端の目標速度ベクトルＶｃａをＳ１０２で算出した先端速度ベクトルＶｃとする。すなわち，目標速度ベクトルＶｃａにおける目標面７００に平行な成分をＶｃｘａ，垂直な成分をＶｃｙａとすると，Ｖｃｘａ＝Ｖｃｘ，Ｖｃｙａ＝Ｖｃｙとする。
【００７０】
Ｓ１０４では，アクチュエータ制御部８１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７００を含む直線の距離から，バケット先端から目標面７００までの距離Ｙａ（図４参照）を算出し，Ｓ１０５に進む。
【００７１】
Ｓ１０５では，アクチュエータ制御部８１は，Ｓ１０４で算出した目標面距離ＹａがＹａ１以下か否かを判定する。Ｙａ１は，図１０及び図１１に示すように，第１動作時の目標面７００から境界線６５０までの距離であり，また，第１動作時の減速領域６００の高さである。したがって，目標面距離ＹａがＹａ１以下であるということは爪先が減速領域６００内に存在することを示し，Ｙａ１を越えているということは爪先が非減速領域６２０内に存在することを示す。また，Ｙａ１の値は動作判定部６６による判定結果に応じて異なることがある。Ｓ１０４でＹａがＹａ１以下の場合にはＳ１０６に進み，Ｙａ１より大きい場合にはＳ１０８に進む。
【００７２】
Ｓ１０６では，アクチュエータ制御部８１は，Ｓ１０４で算出したＹａと図１０のグラフを基にバケット先端の速度ベクトルにおける目標面７００に垂直な成分Ｖｃｙの減速率ｈを算出する。減速率ｈは目標面距離Ｙａごとに予め設定された０以上１以下の値である。本実施形態では図１０に示すように目標面距離Ｙａが所定値Ｙａ１を越える範囲では１に保持され，目標面距離ＹａがＹａ１以下の範囲では距離Ｙａが減少するに応じて減速率ｈも減少するように設定されている。図１０の例では減速率ｈは目標面距離Ｙａの減少とともに一次関数的に減少しているが，目標面距離Ｙａの減少とともに減速率ｈが１からゼロに減少するものであれば，後述する第２制御，第３制御における減速率ｈを定義する図１８，２３も含め種々の変更が可能である。アクチュエータ制御部８１は減速率ｈを算出したらＳ１０７に進む。
【００７３】
Ｓ１０７では，アクチュエータ制御部８１は，バケット先端の目標速度ベクトルＶｃａにおける目標面７００に平行な成分ＶｃｘａをＶｃｘとする（すなわち，Ｖｃｘａ＝Ｖｃｘ）。そして，先端速度ベクトルＶｃの垂直成分ＶｃｙにＳ１０６で算出した減速率ｈを乗じた値（ｈＶｃｙ）をバケット先端の目標速度ベクトルＶｃａの垂直成分Ｖｃｙａとする（すなわち，Ｖｃｙａ＝ｈＶｃｙ）。目標速度ベクトルＶｃａの設定が完了したらＳ１０９に進む。
【００７４】
Ｓ１０９では，アクチュエータ制御部８１は，Ｓ１０７またはＳ１０８で決定した目標速度ベクトルＶｃａ（Ｖｃｘａ，Ｖｃｙａ）を基に各油圧シリンダ５，６，７の目標速度を演算する。このとき，ブーム上げとアームクラウドの減速との組合せで先端速度ベクトルＶｃを目標速度ベクトルＶｃａに変換するＭＣを行うようにソフトが設計されていると，ブームシリンダ５の伸長方向のシリンダ速度とアームシリンダ６の伸長方向のシリンダ速度が演算される。
【００７５】
Ｓ１１０では，アクチュエータ制御部８１は，Ｓ１０９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し，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電磁比例弁制御部４４に出力する。
【００７６】
電磁比例弁制御部４４は，各油圧シリンダ５，６，７の流量制御弁１５ａ，１５ｂ，１５ｃに目標パイロット圧が作用するように電磁比例弁５４，５５，５６を制御し，これにより作業機１Ａによる掘削が行われる。例えば，オペレータが操作装置４５ｂを操作して，アームクラウド動作によって水平掘削を行う場合には，バケット１０の先端が目標面７００に侵入しないように電磁比例弁５５ｃが制御され，ブーム８の上げ動作やアームクラウドの減速動作が自動的に行われる。
【００７７】
図１１はバケット１０の先端が上記のような補正後の目標速度ベクトルＶｃａの通りにＭＣされたときの軌跡の一例を示す図である。目標速度ベクトルＶｃが斜め下方に一定であるとすると，その平行成分Ｖｃｘは一定となり，垂直成分Ｖｃｙはバケット１０の先端が目標面７００に近づくにしたがって（距離Ｙａが小さくなるにしたがって）小さくなる。補正後の目標速度ベクトルＶｃａはその合成であるので，軌跡は図１１のように目標面７００に近づくにつれて平行となる曲線状となる。また，本実施形態では図１０の示した通りＹａ＝０でｈ＝０としているので，目標面７００上での目標速度ベクトルＶｃａは平行成分Ｖｃｘに一致することとなる。
【００７８】
なお，ＭＣとして実行されるものは，説明したブーム上げ動作やアームクラウドの減速動作の自動制御に限定されるものではなく，たとえばバケット１０を自動で回動させ，目標面７００とバケット１０の底部がなす角度を一定に保つ制御が実行されても良い。
【００７９】
＜１．２．第１動作時の表示制御部３７４ａのフロー＞
図１２は第１動作時の表示制御部３７４ａによる制御（第１制御）のフローチャートである。表示制御部３７４ａは所定の制御周期で図１２の処理を開始する。
【００８０】
Ｓ２０１では，表示制御部３７４ａは，姿勢演算部４３ｂからバケット１０の爪先位置と姿勢を取得する。
【００８１】
Ｓ２０２では，表示制御部３７４ａは，目標面演算部４３ｃから目標面７００の位置情報を取得する。
【００８２】
Ｓ２０３では，表示制御部３７４ａは，Ｓ２０２で取得した目標面７００の位置から目標面７００の法線方向に＋Ｙａ１の位置に境界線６５０の位置を設定する。本実施形態の境界線６５０は目標面７００をＹｔ軸における正方向にＹａ１だけオフセットしたものとする。オフセット量となるＹａ１は，アクチュエータ制御部８１がＳ１０５の判定で利用した値（Ｙａ１）と一致し，動作判定部６６の判定結果に応じて変化し得る。
【００８３】
Ｓ２０４では，表示制御部３７４ａは，表示装置５３ａの画面上にＳ２０１，Ｓ２０２，Ｓ２０３で取得した情報に基づいて境界線６５０，目標面７００及びバケット１０の位置関係を表示する。
【００８４】
図１３は通達装置５３の構成図の一例を示す図である。この図に示す通達装置５３は，表示装置５３ａと，音声出力装置５３ｂと，警告灯装置５３ｃを備えている。表示装置５３ａの表示画面には，境界線６５０，目標面７００及びバケット１０の位置関係が表示されている。この図の場合の目標面７００と境界線６５０の距離はＹａ１［ｍ］である。このように減速領域６００の境界線６５０とバケット１０の位置関係を表示装置５３ａに表示すると，オペレータは表示装置５３ａに表示されているバケット１０と減速領域６００の位置関係を把握しながら戻り動作を行うことができるので，マシンコントロールが実行される減速領域６００を作業機１Ａが戻り作業中に通過する時間が低減して作業効率を向上できる。
【００８５】
＜１．３．第１動作時の音声制御部３７４ｂのフロー＞
図１４は第１動作時の音声制御部３７４ｂによる制御（第１制御）のフローチャートである。音声制御部３７４ｂは所定の制御周期で図１４の処理を開始する。
【００８６】
Ｓ３０１では，音声制御部３７４ｂ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７００を含む直線の距離から，バケット先端から目標面７００までの距離Ｙａ（図４参照）を算出し，Ｓ３０２に進む。
【００８７】
Ｓ３０２では，音声制御部３７４ｂは，Ｓ３０１で算出した目標面距離Ｙａが，減速領域６００の高さＹａ１に通知領域６４０の高さＹｃ１（図１５参照）を加算した値以下であるか否かを判定する。図１５は通知領域６４０の説明図である。通知領域６４０は，減速領域６００の上方に隣接して設定された高さＹｃ１の領域である。Ｙｃ１は境界線６５０の上方へのオフセット量でもある。本実施形態ではこの通知領域６４０内にバケット１０の爪先が侵入した場合に音（警報音）を発生させ，オペレータにバケット１０の先端が減速領域６００に侵入しそうであることを通達する。Ｓ３０２で目標面距離ＹａがＹａ１＋Ｙｃ１以下であると判定された場合にはＳ３０３に進み，Ｙａ１＋Ｙｃ１を越える場合にはＳ３０４に進む。
【００８８】
Ｓ３０３では，音声制御部３７４ｂは，音声出力装置５３ｂ（図６参照）から警報音を鳴らす。
【００８９】
Ｓ３０４では，音声制御部３７４ｂは，音声出力装置５３ｂから警報音を鳴らすことなく，次の制御開始時まで待機する。
【００９０】
このようにバケット１０の先端部が通知領域６４０に侵入した際に警報音を発生することで，オペレータは減速領域６００にバケット１０の先端部が侵入しそうであることを認識できる。これによりバケット１０の先端部が減速領域６００に侵入しないように作業機１Ａを効率的に操縦できる。
【００９１】
＜１．４．第１動作時の警告灯制御部３７４ｃのフロー＞
第１動作時の警告灯制御部３７４ｃによる制御（第１制御）のフローチャートは，図１４の第１動作時の音声制御部３７４ｂによる制御（第１制御）のフローチャートにおいて，Ｓ３０３を「警告灯を点灯する」に，Ｓ３０４を「警告灯を消灯する」に変更したものとし，他のステップは図１４と同じとする。
【００９２】
このように警告灯制御部３７４ｃを構成すると，バケット１０の先端部が通知領域６４０に侵入した際に警告灯５３ｃ（図１３参照）が点灯するので，オペレータは減速領域６００にバケット１０の先端部が侵入しそうであることを認識できる。これによりバケット１０の先端部が減速領域６００に侵入しないように作業機１Ａを効率的に操縦できる。
【００９３】
＜２．１．第２動作時のアクチュエータ制御部８１のフロー＞
次に第２動作時（アームダンプ＋ブーム下げ時）のアクチュエータ制御部８１及び通達制御部３７４の制御について説明する。  
図１６は第２動作時のアクチュエータ制御部８１による制御（第２制御）のフローチャートである。なお，図９に示した第１動作時のフローと同じステップには同じ符号を付して説明は省略し，これは以下の図でも同じとする。
【００９４】
Ｓ１２５では，アクチュエータ制御部８１は，Ｓ１０４で算出した目標面距離Ｙａが０．８Ｙａ２以下か否かを判定する。０．８Ｙａ２は，図１７，１８に示すように，第２動作時の目標面７００から境界線６５０までの距離であり，また，第２動作時の減速領域６００の高さである。また，０．８Ｙａ２の値は動作判定部６６による判定結果に応じて異なることがある。Ｓ１０４でＹａが０．８Ｙａ２以下の場合にはＳ１２６に進み，０．８Ｙａ２より大きい場合にはＳ１０８に進む。
【００９５】
Ｓ１２６では，アクチュエータ制御部８１は，Ｓ１０４で算出したＹａと図１８のグラフを基にバケット先端の速度ベクトルにおける目標面７００に垂直な成分Ｖｃｙの減速率ｈを算出する。図１７及び図１８は第２動作時における目標面距離Ｙａと減速率ｈの関係図である。図１７は図１８の一部を表形式に書き換えたものである。本実施形態では図１８に示すように目標面距離Ｙａが所定値０．８Ｙａ２を越える範囲では１に保持され，目標面距離Ｙａが０．８Ｙａ２以下の範囲では距離Ｙａが減少するに応じて減速率ｈも減少するように設定されている。図１８の例では減速率ｈは目標面距離Ｙａの減少とともに曲線状に減少しており，後述の図２３の第３動作の場合よりも目標面距離Ｙａが小さい位置から減速を始めている。これはアームダンプ＋ブーム下げ時（第２動作時）には目標面距離Ｙａが０．８Ｙａ２を越える範囲では速度ベクトルが減速しないようにすることで，より効率的な戻し動作が行えるようにするためである。なお，目標面距離Ｙａと減速率ｈの関係は，目標面距離Ｙａの減少とともに減速率ｈが１からゼロに減少するものであれば種々の変更が可能である。Ｙａ２はＹａ１に一致させても良い。目標面７００からの境界線６５０の高さ０．８Ｙａ２は，第２動作中の通達制御部３７４でも共通して利用される。アクチュエータ制御部８１は減速率ｈを算出したらＳ１０７に進む。
【００９６】
＜２．２．第２動作時の表示制御部３７４ａのフロー＞
図１９は第２動作時の表示制御部３７４ａによる制御（第２制御）のフローチャートである。
【００９７】
Ｓ２２３では，表示制御部３７４ａは，Ｓ２０２で取得した目標面７００の位置から目標面７００の法線方向に＋０．８Ｙａ２の位置に境界線６５０の位置を設定する。本実施形態の境界線６５０は目標面７００をＹｔ軸における正方向に０．８Ｙａ２だけオフセットしたものとする。オフセット量となる０．８Ｙａ２は，アクチュエータ制御部８１がＳ１２５の判定で利用した値（０．８Ｙａ２）と一致し，動作判定部６６の判定結果に応じて変化し得る。
【００９８】
図２６は第２動作中の通達装置５３の一例を示す図である。表示装置５３ａの表示画面には，境界線６５０，目標面７００及びバケット１０の位置関係が表示されている。この図の場合の目標面７００と境界線６５０の距離は０．８Ｙａ２［ｍ］である。このように減速領域６００の境界線６５０とバケット１０の位置関係を表示装置５３ａに表示すると，フロント作業機１Ａの操作（動作）に応じて境界線６５０の位置が変わっても，オペレータはバケット１０と減速領域６００の位置関係を把握しながら戻り動作を行うことができるので，マシンコントロールが実行される減速領域６００を作業機１Ａが戻り作業中に通過する時間が低減して作業効率を向上できる。
【００９９】
＜２．３．第２動作時の音声制御部３７４ｂのフロー＞
図２０は第２動作時の音声制御部３７４ｂによる制御（第２制御）のフローチャートである。
【０１００】
Ｓ３２２では，音声制御部３７４ｂは，Ｓ３０１で算出した目標面距離Ｙａが，減速領域６００の高さ０．８Ｙａ２に通知領域６４０の高さＹｃ１を加算した値以下であるか否かを判定する。Ｓ３２２で目標面距離Ｙａが０．８Ｙａ２＋Ｙｃ１以下であると判定された場合にはＳ３０３に進み，０．８Ｙａ２＋Ｙｃ１を越える場合にはＳ３０４に進む。
【０１０１】
＜２．４．第２動作時の警告灯制御部３７４ｃのフロー＞
第２動作時の警告灯制御部３７４ｃによる制御（第２制御）のフローチャートは，図２０の第２動作時の音声制御部３７４ｂによる制御（第２制御）のフローチャートにおいて，Ｓ３０３を「警告灯を点灯する」に，Ｓ３０４を「警告灯を消灯する」に変更したものとし，他のステップは図２０と同じとする。
【０１０２】
＜３．１．第３動作時のアクチュエータ制御部８１のフロー＞
次に第３動作時（アームダンプ単独動作時）のアクチュエータ制御部８１及び通達制御部３７４の制御について説明する。  
図２１は第３動作時のアクチュエータ制御部８１による制御（第３制御）のフローチャートである。
【０１０３】
Ｓ１３５では，アクチュエータ制御部８１は，Ｓ１０４で算出した目標面距離ＹａがＹａ２以下か否かを判定する。Ｙａ２は，図２２，２３に示すように，第３動作時の目標面７００から境界線６５０までの距離であり，また，第３動作時の減速領域６００の高さである。また，Ｙａ２の値は動作判定部６６による判定結果に応じて異なることがある。Ｓ１０４でＹａがＹａ２以下の場合にはＳ１３６に進み，Ｙａ２より大きい場合にはＳ１０８に進む。
【０１０４】
Ｓ１３６では，アクチュエータ制御部８１は，Ｓ１０４で算出したＹａと図２３のグラフを基にバケット先端の速度ベクトルにおける目標面７００に垂直な成分Ｖｃｙの減速率ｈを算出する。図２２及び図２３は第３動作時における目標面距離Ｙａと減速率ｈの関係図である。図２２は図２３の一部を表形式に書き換えたものである。本実施形態では図２３に示すように目標面距離Ｙａが所定値Ｙａ２を越える範囲では１に保持され，目標面距離ＹａがＹａ２以下の範囲では距離Ｙａが減少するに応じて減速率ｈも減少するように設定されている。図２３の例では減速率ｈは目標面距離Ｙａの減少とともに一次関数的に減少しており，図１８の第２動作の場合よりも目標面距離Ｙａが大きい位置から減速を始めている。これは後述する第１戻り作業の際にアームダンプ操作によってバケット先端や後端が目標面７００に侵入するのを防ぐために，目標面距離Ｙａが大きいところから速度ベクトルの減速をするためである。なお，目標面距離Ｙａと減速率ｈの関係は，目標面距離Ｙａの減少とともに減速率ｈが１からゼロに減少するものであれば種々の変更が可能である。Ｙａ２はＹａ１に一致させても良い。目標面７００からの境界線６５０の高さＹａ２は，第３動作中の通達制御部３７４でも共通して利用される。アクチュエータ制御部８１は減速率ｈを算出したらＳ１０７に進む。
【０１０５】
＜３．２．第３動作時の表示制御部３７４ａのフロー＞
図２４は第３動作時の表示制御部３７４ａによる制御（第３制御）のフローチャートである。
【０１０６】
Ｓ２３３では，表示制御部３７４ａは，Ｓ２０２で取得した目標面７００の位置から目標面７００の法線方向に＋Ｙａ２の位置に境界線６５０の位置を設定する。本実施形態の境界線６５０は目標面７００をＹｔ軸における正方向にＹａ２だけオフセットしたものとする。オフセット量となるＹａ２は，アクチュエータ制御部８１がＳ１３５の判定で利用した値（Ｙａ２）と一致し，動作判定部６６の判定結果に応じて変化し得る。
【０１０７】
図２７は第３動作中の通達装置５３の一例を示す図である。表示装置５３ａの表示画面には，境界線６５０，目標面７００及びバケット１０の位置関係が表示されている。この図の場合の目標面７００と境界線６５０の距離はＹａ２［ｍ］である。このように減速領域６００の境界線６５０とバケット１０の位置関係を表示装置５３ａに表示すると，フロント作業機１Ａの操作（動作）に応じて境界線６５０の位置が変わっても，オペレータはバケット１０と減速領域６００の位置関係を把握しながら戻り動作を行うことができるので，マシンコントロールが実行される減速領域６００を作業機１Ａが戻り作業中に通過する時間が低減して作業効率を向上できる。
【０１０８】
＜３．３．第３動作時の音声制御部３７４ｂのフロー＞
図２５は第３動作時の音声制御部３７４ｂによる制御（第３制御）のフローチャートである。
【０１０９】
Ｓ３３２では，音声制御部３７４ｂは，Ｓ３０１で算出した目標面距離Ｙａが，減速領域６００の高さＹａ２に通知領域６４０の高さＹｃ１を加算した値以下であるか否かを判定する。Ｓ３３２で目標面距離ＹａがＹａ２＋Ｙｃ１以下であると判定された場合にはＳ３０３に進み，Ｙａ２＋Ｙｃ１を越える場合にはＳ３０４に進む。
【０１１０】
＜３．４．第３動作時の警告灯制御部３７４ｃのフロー＞
第３動作時の警告灯制御部３７４ｃによる制御（第３制御）のフローチャートは，図２５の第３動作時の音声制御部３７４ｂによる制御（第３制御）のフローチャートにおいて，Ｓ３０３を「警告灯を点灯する」に，Ｓ３０４を「警告灯を消灯する」に変更したものとし，他のステップは図２５と同じとする。
【０１１１】
＜動作・効果＞
（１）掘削作業（アームクラウド操作）
上記のように構成される油圧ショベル１で掘削作業を実施する場合，まず，バケット１０の爪先を車体１Ｂから離れた地表面上の掘削開始位置まで移動させ，その状態から操作装置４５ｂを介してアームクラウド操作を入力する。このとき，制御コントローラ４０の動作判定部６６は図８のフローに基づいて「第１動作」と判定し，その判定結果をアクチュエータ制御部８１と通達制御部３７４に出力する。これによりアクチュエータ制御部８１は図９のフローを，表示制御部３７４ａは図１２のフローを，音声制御部３７４ｂは図１４のフローを開始し（警告灯制御部３７４ｃについては便宜上説明を省略する），減速領域６００と非減速領域６２０の境界線６５０が目標面７００から＋Ｙａ１［ｍ］の位置に設定される。
【０１１２】
図９のフローに基づきアクチュエータ制御部８１は，アームクラウド操作によりバケット１０の爪先が減速領域６００内を移動する間，爪先が目標面７００に近づくほど爪先の速度ベクトルの垂直成分（目標面７００に垂直な成分）が低減するように油圧アクチュエータ５，６，７の少なくとも１つを制御するＭＣを実行する。これにより目標面７００上では爪先の速度ベクトルの垂直成分はゼロになるため，オペレータはアームクラウド操作を入力するだけで目標面７００に沿った掘削が可能となる。
【０１１３】
（２）第１戻り作業（ブーム上げ操作，アームダンプ操作）
上記（１）の掘削作業が完了したら，オペレータは操作装置４５ａ，４５ｂを介してブーム上げ操作とアームダンプ操作を入力することで車体１Ｂから離れる方向（車体前方）に向かってバケット１０を移動させる。このときアームダンプ操作が入力されると，制御コントローラ４０の動作判定部６６は図８のフローに基づいて「第３動作」と判定し，その判定結果をアクチュエータ制御部８１と通達制御部３７４に出力する。これによりアクチュエータ制御部８１は図２１のフローを，表示制御部３７４ａは図２４のフローを，音声制御部３７４ｂは図２５のフローを開始し（警告灯制御部３７４ｃについては便宜上説明を省略する），減速領域６００と非減速領域６２０の境界線６５０が目標面７００から＋Ｙａ２［ｍ］の位置に設定される。
【０１１４】
通常，バケット１０の爪先は，この第１戻り作業中に減速領域６００から出て非減速領域６２０に移動する。そして，作業効率向上の観点からは，できるだけ短いルートで減速領域６００を抜けだし，一旦抜け出した後は減速領域６００に再度侵入しないようにバケット１０を車体１Ｂの前方に移動させることが好ましい。この点に関し，本実施形態の油圧ショベル１では，表示制御部３７４ａによる図２４のフローにより，表示装置５３ａの表示画面にはバケット１０の爪先と，目標面７００と，境界線６５０の位置関係が常に表示される。そのため，第１戻り作業でどのようにバケット１０を移動させれば減速領域６００を早く抜け出せるか，また，一旦減速領域６００を抜け出した後にどのようにバケット１０を移動させれば再度減速領域６００に侵入することがないかを，オペレータは表示画面で確認しながらフロント作業装置１Ａを操作できる。
【０１１５】
また，バケット１０を車体前方に移動させることが主目的である第１戻り動作（第３動作）では，後続の第２戻り動作（第２動作）よりも目標面７００とバケット１０の距離が近い状態が継続するため，バケット１０の爪先が目標面７００に侵入する可能性が相対的に高いと言える。そこで，本実施形態では，第１戻り動作（第３動作）中の境界線６５０の高さ（Ｙａ２）を第２戻り動作（第２動作）中の高さ（０．８Ｙａ２）よりも高く設定してバケット１０が減速領域６００に相対的に侵入しやすい状況（すなわち，バケット１０が目標面７００に近づき難い状況）を創り出すことで，第１戻り動作（第３動作）中のバケット１０の目標面７００への侵入を防止している。また，減速率ｈの低減割合も第２戻り動作（第２動作）よりも大きく設定しているので減速領域６００への侵入後のバケットの減速が大きく，より効果的に目標面７００への侵入を防止できる。
【０１１６】
さらに，本実施形態では，表示画面から目を離している隙にバケット１０が減速領域６００に再侵入しようとする場面があっても，バケット１０が通知領域６４０に侵入すると音声制御部３７４ｂによる警報音の出力と警告灯制御部３７４ｃによる警告灯の点灯が実施される。すなわち本実施形態では，この警報音と警告灯によって，減速領域６００にバケット１０が侵入する前にその事実をオペレータに気づかせることができるので，例え表示画面からオペレータが目を離していたとしても戻り作業中に減速領域６００に再度侵入することを防止できる。
【０１１７】
（３）第２戻り作業（ブーム下げ操作，アームダンプ操作）
上記（２）の第１戻り作業の後，オペレータは，操作装置４５ａ，４５ｂを介してアームダンプ操作とブーム下げ操作の複合操作を入力するか，操作装置４５ａを介してブーム下げ操作を単独で入力することでバケット１０を掘削開始位置に再度移動させる。このとき，アームダンプ操作とブーム下げ操作の複合操作が入力されると，制御コントローラ４０の動作判定部６６は図８のフローに基づいて「第２動作」と判定し，その判定結果をアクチュエータ制御部８１と通達制御部３７４に出力する。これによりアクチュエータ制御部８１は図１６のフローを，表示制御部３７４ａは図１９のフローを，音声制御部３７４ｂは図２０のフローを開始し（警告灯制御部３７４ｃについては便宜上説明を省略する），減速領域６００と非減速領域６２０の境界線６５０が目標面７００から＋０．８Ｙａ２［ｍ］の位置に設定される。
【０１１８】
通常，バケット１０の爪先は，この第２戻り作業中に非減速領域６２０から減速領域６００に再度移動する。ブーム下げ操作のタイミングが早すぎると減速領域６００内にバケット１０が存在する時間が長くなって作業効率が低下するおそれがある。また，ブーム下げ操作のタイミングを遅らせることで（例えば，アームダンプ単独操作後にブーム下げ単独操作をすることで）減速領域６００内に存在する時間を短縮できたとしても，ブーム下げ操作のタイミングが遅すぎた場合には第２戻り作業自体の時間が長くなって作業効率が低下するおそれがある。
【０１１９】
また，第１戻り動作（第３動作）で車体前方に移動した後のバケット１０を地表に近づけることが主目的の第２戻り動作（第２動作）では，境界線６５０の高さ（０．８Ｙａ２）を第１戻り動作（第３動作）中の高さ（Ｙａ２）よりも低く設定してバケット１０を地表面に相対的に近づけ易い状況を創り出すことで，より効率的な戻し動作が行えるようにしている。また，減速率ｈの低減割合も第１戻り動作（第３動作）よりも小さく設定しているので減速領域６００への侵入後のバケットの減速度が小さく，地表面にバケット１０を近づけ易くしている。
【０１２０】
しかし，本実施形態の油圧ショベル１では，表示装置５３ａの表示画面にバケット１０の爪先と，目標面７００と，境界線６５０の位置関係が常に表示されため，第２戻り作業でどのタイミングでブーム下げ操作を入力すればよいかを，オペレータが表示画面で確認しながらフロント作業装置１Ａを操作できる。
【０１２１】
さらに，本実施形態では，オペレータが意図しないタイミングでバケット１０が減速領域６００に侵入しようとする場面があっても，バケット１０が通知領域６４０に侵入した際に出力・点灯される警報音と警告灯によって，バケット１０が減速領域６００に近づいていることをオペレータに気づかせることができるので，オペレータが意図しないタイミングでバケット１０が減速領域６００に侵入することを防止できる。
【０１２２】
また，本実施形態に係る油圧ショベル１では，フロント作業装置１Ａの操作に応じて減速領域６００と非減速領域６２０の境界線６５０の位置（目標面７００を基準とする境界線６５０の高さ）を変更するように構成している。例えば，上記のような（１）掘削作業，（２）第１戻り作業及び（３）第２戻り作業が連続して実施された場合には，境界線６５０の位置がＹａ１［ｍ］，Ｙａ２［ｍ］，０．８Ｙａ２［ｍ］の順で変化することになるが，オペレータの感覚だけでその変化を正確に把握することは非常に難しい。しかし，本実施形態では，オペレータ操作（作業機１Ａの動作）に伴う境界線６５０の位置変化に合わせて，表示画面上の境界線６５０の位置も変更されるので，オペレータは境界線６５０の位置変化を容易に把握することができる。
【０１２３】
以上のように本実施の形態によれば，ＭＣが実行される減速領域６００とＭＣが実行されない非減速領域６２０の境界線６５０の位置がバケット１０の位置とともに表示装置５３ａに表示される。これによりオペレータはその表示画面を参考にしてフロント作業機１Ａを操作することができるので，オペレータが意図しないタイミングでフロント作業機１ＡがＭＣの実行される減速領域６００を通過する時間を低減でき，作業効率を向上できる。
【０１２４】
＜その他＞
なお，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。
【０１２５】
例えば，本発明に係る通達装置５３による通達形態は上記したもの以外にも種々の変更が可能である。例えば，表示装置５３ａの表示画面上において，作業機１Ａの先端速度ベクトルの垂直成分が減速領域６００内で目標面７００に近づくにつれて減速される程度を色で表現するように表示制御装置３７４ａを構成しても良い。図２８は，表示装置５３ａの画面上の減速領域６００内で減速率ｈを色で表現した例であり，減速率ｈがゼロに近づくほど色が濃くなるように表示したものである。このように減速率ｈを視覚的に認識可能に表示装置５３ａの画面を構成すると，例えば，物理的な移動制限等があってやむを得ずバケット１０を減速領域６００内で移動させなければならない場面があったとしても，できるだけ減速率が１に近い領域をバケット１０に通過させるような操作をすることで作業効率の向上を図ることができる。
【０１２６】
上記では，動作判定部６６の判定結果に応じて目標面７００からの境界線６５０の高さを変化させる場合を説明したが，図２９に示すように目標面形状に応じて境界線６５０の高さを変化させても良い。例えば，図２９の例では，２つの目標面の交点からの距離が近い部分は，他の部分よりも目標面７００からの境界線６５０の高さが高くなるように設定されている。この図２９のように境界線６５０の高さ変化が一様でなくオペレータによる直観的な予測が難しい場合には，本発明のように境界線６５０を表示するメリットが一段と増加する。
【０１２７】
また上記では，減速領域６００内における減速率ｈの変化が一様の場合（すなわち，減速率ｈは目標面距離Ｙａによって変化する場合）のみを説明したが，図２９に示すように他の要素（２つの目標面の交点からの距離）も考慮して減速率ｈを変化させても良い。例えば，図２９の例では，２つの目標面の交点からの距離が近い部分は，他の部分よりも目標面７００からの距離が離れていても減速率が小さくなるように設定されている。この図２９のように減速領域６００内における減速率ｈの変化が一様でなくオペレータによる直観的な予測が難しい場合には，図２８のように減速率ｈを色で表現するメリットが一段と増加する。
【０１２８】
図３０は減速率ｈが図２９のように設定されている場合の表示装置５３ａの表示画面の一例である。この図に示すように，減速領域６００と非減速領域６２０の境界線６５０の形状は，直線以外であっても構わない。
【０１２９】
図１３，２６，２７等の表示装置５３ａの画面には目標面７００から境界線６５０までの距離の値（Ｙａ１，０．８Ｙａ２，Ｙａ２）が表示されているが，これは省略が可能である。また，これらの図にはバケット１０だけでなく油圧ショベル１の全体が表示されているが，バケット１０だけ表示しても良いし，バケット１０及びアーム９や，バケット１０及びアーム９及びブーム８（すなわちフロント作業機１Ａ全体）を１組にして表示しても良い。すなわち，バケット１０が含まれる表示態様であれば特に限定は無い。
【０１３０】
音声制御部３７４ｂによる警報音に関し，通知領域６４０と減速領域６００のうちどちらに爪先が在るかをオペレータに認識させるために，通知領域６４０と減速領域６００で出力される警報音は異ならせても良い。
【０１３１】
また，通知領域６４０内で出力される警報音は，境界線６５０から爪先の距離に応じて音の周期を変更してもよい。例えば，距離が近い領域では音の周期を短くし，距離が遠い領域では音の周期を長くしても良い。このように距離の大きさに応じて音を変えた場合には，その音を聞き分けることでバケット１０の先端部が非減速領域６２０を通過するように操作できるので，戻し操作の効率化を図ることができる。
【０１３２】
さらに，減速領域６００内で出力される警報音は，減速率ｈに応じて音の周期を変更してもよい。例えば，減速率ｈが強い領域（ｈが０に近い領域）では音の周期を短くし，減速率ｈの弱い領域（ｈが１に近い領域）では音の周期を長くしても良い。このように減速率ｈの大きさに応じて音を変えた場合には，その音を聞き分けることでバケット１０の先端部が減速率ｈの弱い領域を通過するように操作できるので，戻し操作の効率化を図ることができる。
【０１３３】
また，警報音を鳴らす条件（Ｓ３０３に進む条件）に，Ｓ３０２の条件だけでなく，バケット１０の先端速度ベクトルＶｃの垂直成分Ｖｃｙが負の場合であること（すなわち爪先が目標面７００に近づく場合であること），を加えても良い。この条件を加えると爪先が目標面７００に近づく動作をしている場合にのみ警報音を鳴らすことができる。
【０１３４】
また，通知領域６４０内だけで警報音を鳴らし，減速領域６００内では警報音を鳴らさないようにしてもよい。また，警報音は音声でも良い。
【０１３５】
また，上記の制御コントローラ４０に係る各構成や当該各構成の機能及び実行処理等は，それらの一部又は全部をハードウェア（例えば各機能を実行するロジックを集積回路で設計する等）で実現しても良い。また，上記の制御コントローラ４０に係る構成は，演算処理装置（例えばＣＰＵ）によって読み出し・実行されることで当該制御装置の構成に係る各機能が実現されるプログラム（ソフトウェア）としてもよい。当該プログラムに係る情報は，例えば，半導体メモリ（フラッシュメモリ，ＳＳＤ等），磁気記憶装置（ハードディスクドライブ等）及び記録媒体（磁気ディスク，光ディスク等）等に記憶することができる。
【０１３６】
また，上記の各実施の形態の説明では，制御線や情報線は，当該実施の形態の説明に必要であると解されるものを示したが，必ずしも製品に係る全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えて良い。
【符号の説明】
【０１３７】
１Ａ…フロント作業機，８…ブーム，９…アーム，１０…バケット，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（制御装置），４３…ＭＧ・ＭＣ制御部，４３ａ…操作量演算部，４３ｂ…姿勢演算部，４３ｃ…目標面演算部，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），５０…作業装置姿勢検出装置，５１…目標面設定装置，５２ａ…オペレータ操作検出装置，５３…通達装置，５３ａ…表示装置，５３ｂ…音声出力装置，５３ｃ…警告灯装置，５４，５５，５６…電磁比例弁，６６…動作判定部，８１…アクチュエータ制御部，３７４…通達制御部，３７４ａ…表示制御部，３７４ｂ…音声制御部，３７４ｃ…警告灯制御部，６００…減速領域（第１領域），６２０…非減速領域（第２領域），６４０…通知領域，６５０…境界線，７００…目標面
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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