(57)【要約】【課題】領域制限制御を実行する場合に目標形状が線分で定義されているときにも、掘り過ぎや空堀りの発生を抑制できる建設機械の掘削制御装置を提供すること。【解決手段】多関節型のフロント作業装置１Ａの複数の被駆動部材をそれぞれ駆動する複数の油圧シリンダ３と、複数の操作レバー４の操作量に応じて出力される操作信号に応じて駆動される複数の流量制御弁５と、境界Ｌ上およびその上方の領域内でフロント作業装置１Ａが動くように制御する領域制限制御を実行する制御ユニット９とを備え、フロント作業装置１Ａの掘削作業による目標形状は、２点によって規定される少なくとも１つの線分で定義されており、制御ユニット９は、目標形状を定義する複数の点のいずれかにバケット１ｃが近づいたとき、アームシリンダ３ｂの動作速度を低減するようにパイロット圧を補正する。【選択図】  図３
2016003442.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の被駆動部材を連結して構成された多関節型の作業装置と、
前記複数の被駆動部材をそれぞれ駆動する複数の油圧アクチュエータと、
当該複数の油圧アクチュエータの動作を操作量に応じてそれぞれ指示するための複数の操作装置と、
前記複数の操作装置の操作量に応じて出力される操作信号に応じて駆動され、前記複数の油圧アクチュエータに供給される油圧の流量及び方向を制御する複数の流量制御弁と、
予め設定される境界面上およびその上方の領域内で前記作業装置が動くように制御する領域制限制御を実行する制御装置とを備える建設機械の掘削制御装置において、
前記作業装置の掘削作業による目標形状は、２点によって規定される少なくとも１つの線分で定義されており、
前記制御装置は、前記少なくとも１つの線分を規定する複数の点のいずれかに前記作業装置の先端部が近づいたとき、前記複数の油圧アクチュエータの少なくとも１つの動作速度を低減するように前記操作信号を補正することを特徴とする建設機械の掘削制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の建設機械の掘削制御装置において、
前記制御装置は、前記複数の点のうち前記作業装置の先端部に最も近い点と前記作業装置の先端部までの距離に応じて、前記少なくとも１つの油圧アクチュエータの減速度合いを調節することを特徴とする建設機械の掘削制御装置。
【請求項３】
請求項１に記載の建設機械の掘削制御装置において、
前記目標形状は、連続した複数の線分によって定義されており、
前記制御装置は、前記複数の点のうち前記作業装置の先端部に最も近い点に隣接する２つの線分のなす角の大きさに応じて、前記少なくとも１つの油圧アクチュエータの減速度合いを調節することを特徴とする建設機械の掘削制御装置。
【請求項４】
請求項３に記載の建設機械の掘削制御装置において、
前記制御装置は、前記隣接する２つの線分のなす角の大きさが０に近づくほど、前記少なくとも１つの油圧アクチュエータの減速度合いが小さくなるように調節することを特徴とする建設機械の掘削制御装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかに記載の建設機械の油圧掘削制御装置において、
前記制御装置は、前記最も近い点に対する前記作業装置の先端部の動作方向に基づいて、前記少なくとも１つの油圧アクチュエータの減速度合いを調節することを特徴とする建設機械の掘削制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は掘削作業中に建設機械の作業装置が動き得る領域を制限する掘削制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
建設機械の代表例として油圧ショベルがある。油圧ショベルは、ブーム、アーム、バケット等の複数の腕より成るフロント作業装置を有しており、オペレータが運転室内の操作レバーにより当該フロント作業装置の各腕を操作することにより所望の作業が行なわれる。各腕の操作は、複数の関節を回動動作させることで行われるので、フロント作業装置のみで法面整形や整地といった平面を形成する作業を行うにはオペレータの熟練を要する。
【０００３】
こうした作業の操作を支援するものとして、特許文献１に示されるように、予め設定した所定の領域（設定領域）のみ掘削が出来るようにフロント作業装置の動きを制御する領域制限と呼ばれる技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−００８４９０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前述の特許文献１に開示された技術は、設定領域の境界を無限に伸びる直線で定義している。これに対して、建設機械の掘削作業により得られる最終的な掘削対象物の形状（目標形状）は施工図等の図面で表されている。そして、当該目標形状は通常１または複数の面によって定義されるため終端を有し、当該終端は断面図上では端点として表れる。さらに、例えば、法面の断面図では、法尻などで当該端点に他の平面を示す線分が接続し、連続する複数の線分によって目標形状が定義されることも多い。つまり、実際の断面図（施工図）上での目標形状は、無限に伸びる直線ではなく、終端を有する１又は複数の線分によって定義される。
【０００６】
そのため、上記文献の技術で施工図に沿って目標形状を整形する状況では、目標形状に含まれる或る線分に沿って設定領域の境界（直線）を設定せざるを得ず、当該或る線分の端点を超えて本来掘削が不要な部分まで掘り過ぎたり、逆に当該端点近傍が掘削されずに残る空堀りが発生したりすることがあり、施工図面に沿った形状に形成できないおそれがある。また、連続した複数の線分によって目標形状が定義されている場合には、当該複数の線分に合わせて設定領域の境界をその都度変更しながら掘削作業をする必要があるが、当該設定領域の境界の変更が間に合わず掘り過ぎや空堀りが生じるおそれもある。
【０００７】
本発明の目的は、設定領域の境界を直線で規定する領域制限制御を実行する場合に目標形状が線分で定義されているときにも、掘り過ぎや空堀りの発生を抑制できる建設機械の掘削制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明に係る建設機械の掘削制御装置は、複数の被駆動部材を連結して構成された多関節型の作業装置と、前記複数の被駆動部材をそれぞれ駆動する複数の油圧アクチュエータと、当該複数の油圧アクチュエータの動作を操作量に応じてそれぞれ指示するための複数の操作装置と、前記複数の操作装置の操作量に応じて出力される操作信号に応じて駆動され、前記複数の油圧アクチュエータに供給される油圧の流量及び方向を制御する複数の流量制御弁と、予め設定される境界面上およびその上方の領域内で前記作業装置が動くように制御する領域制限制御を実行する制御装置とを備え、前記作業装置の掘削作業による目標形状は、２点によって規定される少なくとも１つの線分で定義されており、前記制御装置は、前記少なくとも１つの線分を規定する複数の点のいずれかに前記作業装置の先端部が近づいたとき、前記複数の油圧アクチュエータの少なくとも１つの動作速度を低減するように前記操作信号を補正することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、目標形状を規定する点の近傍でアクチュエータ速度が低減されるので、掘り過ぎや空堀りの発生を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態による油圧ショベルの掘削制御装置をその油圧駆動装置と共に示す図である。
【図２】本発明が適用される油圧ショベルの外観を示す図である。
【図３】制御ユニットの制御機能を示す機能ブロック図である。
【図４】掘削可能領域の設定方法を示す図である。
【図５】バケット先端速度の制限値を求めるときの設定領域の境界からの距離との関係を示す図である。
【図６】バケット先端が設定領域内にある場合と、設定領域の境界上にある場合と、設定領域外にある場合のブームによるバケット先端速度の補正動作の違いを示す図である。
【図７】バケット先端が設定領域内にあるときの補正動作軌跡の一例を示す図である。
【図８】バケット先端が設定領域外にあるときの補正動作軌跡の一例を示す図である。
【図９】減速処理を行う際に用いる距離と角度の例を示す図である。
【図１０】減速処理のフローチャートである。
【図１１】減速処理に用いる距離係数Ｋｄを求めるテーブルの一例を示す図である。
【図１２】減速処理に用いる角度係数Ｋａを求めるテーブルの一例を示す図である。
【図１３】形状変化点近傍の距離Ｒ１未満で上限値Ｌａが制限値ａより小さくなるように減速係数Ｋを設定した場合の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
まず、本発明の実施の形態を説明する前に、本発明に係る建設機械の掘削制御装置に含まれる主な特徴について説明する。
【００１２】
（１）本発明に係る建設機械の掘削制御装置は、複数の被駆動部材を連結して構成された多関節型の作業装置と、前記複数の被駆動部材をそれぞれ駆動する複数の油圧アクチュエータと、当該複数の油圧アクチュエータの動作を操作量に応じてそれぞれ指示するための複数の操作装置と、前記複数の操作装置の操作量に応じて出力される操作信号に応じて駆動され、前記複数の油圧アクチュエータに供給される油圧の流量及び方向を制御する複数の流量制御弁と、前記作業装置の姿勢・位置および前記複数の操作装置のそれぞれの操作量に基づいて、予め設定される境界面上およびその上方の領域内で前記作業装置が動くように制御する領域制限制御を実行する制御装置とを備え、前記作業装置の掘削作業による目標形状は、２点によって規定される少なくとも１つの線分で定義されており、前記制御装置は、前記少なくとも１つの線分を規定する複数の点のいずれかに前記作業装置の先端部が近づいたとき、前記複数の油圧アクチュエータの少なくとも１つの動作速度を低減するように前記操作信号を補正することを特徴とする。
【００１３】
上記のように構成された建設機械の掘削制御装置によれば、前記目標形状を定義する前記複数の点（例えば後述の形状変化点）のいずれかに前記作業装置の先端部（例えばバケット）が近づくと、前記複数の油圧アクチュエータの少なくとも１つ（例えば、アームシリンダ）の動作速度が低減して当該先端部の速度が低減する。これにより、前記目標形状を定義する前記複数の点のいずれかに到達する前に前記作業装置の先端部の速度が十分低減されるので、当該複数の点のいずれかの近傍における掘り過ぎや空堀りの発生を抑制できる。
【００１４】
なお、前記境界面は、前記目標形状を定義する前記複数の線分のうち前記作業装置の先端部に最も近い点を含む線分を含むように設定することが好ましい。このように構成すると、前記作業装置の先端部が前記境界面に到達する前の段階で前記作業装置の速度が十分低減されるので、前記境界面に沿った前記領域制限制御が容易になり、掘削作業により形成される形状の精度を向上できる。その際、前記境界面は、前記作業装置の先端部の位置に応じて自動的に設定されるようにすることが好ましい（例えば、前記複数の線分のうち前記先端部からの距離が最短のものを含むように前記境界面を設定する）。このように前記境界面を選択すると、境界面設定の手間が省ける。
【００１５】
また、前記目標形状を定義する少なくとも１つの線分の取得方法としては、前記目標形状の３次元形状をポリゴンで定義した３次元施工図面を、前記作業装置に係る前記複数の被駆動部材の全ての中心を通過する垂直面で切断し、その断面に表れる複数の線分でもって前記目標形状を定義するものがある。このように本実施の形態では、領域制限制御に用いる目標形状を２次元平面上で定義している。
【００１６】
ところで、前記目標形状を定義する線分が２つ以上存在する場合には、前記作業装置の先端部に近い２つの線分それぞれから当該先端部までの距離を算出し、当該距離に基づいて前記先端部の速度を低減する方法がある。しかし、当該方法は、２つの線分と先端部の距離をそれぞれ算出するためコンピュータの演算負荷が高く、コンピュータに相当のスペックを要求する。これに対して、本発明によれば２点（すなわち１つの線分）と先端部の距離を算出するだけで掘削制御の実現が可能となるので、２つの線分を必要としないことに加えて、コンピュータの演算負荷を著しく低減できるメリットがある。
【００１７】
（２）上記（１）において、好ましくは、前記制御装置は、前記複数の点のうち前記作業装置の先端部に最も近い点と前記作業装置の先端部までの距離に応じて、前記少なくとも１つの油圧アクチュエータの減速度合いを調節することを特徴とする。
【００１８】
このように前記最も近い点からの距離に応じて減速度合いを調節すると、オペレータに操作上の違和感を与えることを防止できる。減速の具体的方法としては、前記最も近い点からの距離が設定値以下の場合に、当該距離の減少に従って減速度合いを単調に増加させるものがある。つまり、この場合、当該距離が小さくなるほど前記先端部の速度は低減するように調節される。なお、ここでいう単調増加とは、或る距離の区間で速度が一定となる場合も含む広義の単調増加を示すものとする。
【００１９】
なお、上記において「前記作業装置の先端部に最も近い点」を決定する方法の一例としては、前記複数の点から前記作業装置の先端部までの最短距離に基づいていずれの点が「最も近い点」に該当するかに基づいて決定する方法がある。ここにおける最短距離とは、各点を中心とし前記先端部に接する最小の円を描いた場合の当該円の半径が最小となる点が「最も近い点」に該当する。
【００２０】
（３）上記（１）または（２）において、好ましくは、前記目標形状は、連続した複数の線分によって定義されており、前記制御装置は、前記複数の点のうち前記作業装置の先端部に最も近い点に隣接する２つの線分のなす角の大きさに応じて、前記少なくとも１つの油圧アクチュエータの減速度合いを調節することを特徴とする。
【００２１】
このように掘削制御装置を構成すると、前記２つの線分のなす角の大きさに適した減速度合いを適宜選択できる。なお、上記（２）と組み合わせる場合には、（２）の減速度合いと（３）の減速度合いを加算または乗算する等して双方を勘案して減速度合いを調節しても良い。
【００２２】
（４）上記（３）において、好ましくは、前記制御装置は、前記隣接する２つの線分のなす角の大きさが０度に近づくほど、前記少なくとも１つの油圧アクチュエータの減速度合いが小さくなるように調節することを特徴とする。なお、「前記隣接する２つの線分のなす角」は選択の方法によっては、＋９０度を超えたり、−９０度より小さくなったりする場合があるが、ここでは−９０度から＋９０度までの角度を選択するものとする。すなわち、「なす度の大きさ」は常に９０以下となる（本稿における角度の定義の詳細は後述する）。
【００２３】
一般的には前記２つの線分のなす角が大きいほど前記先端部の精密な操作が要求されるため、上記（４）のように前記２つの線分のなす角の大きさに応じて減速度合いを調節すると、オペレータ操作による前記先端部の制御が容易になる。減速の具体的方法としては、前記なす角が０のときの減速度合いを最小とし、当該なす角が＋９０度または−９０度に向かって増加するに従って減速度合いを単調に増加させるものがある。つまり、この場合、前記なす角の大きさが大きくなるほど前記先端部の速度は低減するように調節される。なお、ここでいう単調増加とは、或る距離の区間で速度が一定となる場合も含む広義の単調増加を示すものとする。
【００２４】
上記における「前記２つの線分のなす角の大きさが０度の場合」とは、例えば、前記２つの線分により平坦面が定義されている場合が該当し、この場合、当該平坦面は同一直線上に位置する３点によって定義され、両端の２つの点の間に位置する点（内部点と称する）が存在することになる。このような場合、（１）のように構成した掘削制御装置によれば、本来は減速の必要のない当該内部点に前記先端部が接近した場合も減速してしまうが、上記（４）のように構成すれば、このような内部点に前記先端部が接近した場合には減速を抑制でき、スムーズな掘削の実現が可能となる。
【００２５】
また、前記２つの線分のなす角度の大きさが０の場合に、上記（１）の減速制御は不要になるので、例外的に本願に係る減速制御を行わないように設定しても良い（つまり、上記（１）の減速制御を行わないように設定する。）。このようにすれば、当該内部点付近では領域制限制御のみが実施されことになるので、減速のないスムーズな掘削を実現できる。
【００２６】
（５）上記（１）から（４）のいずれかにおいて、好ましくは、前記制御装置は、前記最も近い点に対する前記作業装置の先端部の動作方向に基づいて、前記少なくとも１つの油圧アクチュエータの減速度合いを調節することを特徴とする。
【００２７】
このように構成した掘削制御装置によれば、オペレータに操作上の違和感を与えることを防止できる。減速の具体的方法としては、前記先端部の動作方向が前記最も近い点から離れる方向であれば、前記最も近い点からの距離が増加するにつれて減速度合いが単調に減少するように設定し、前記先端部の動作方向が前記最も近い点に近づく方向であれば、前記最も近い点からの距離が減少するにつれて減速度合いが単調に増加するように設定するものがある。なお、前記最も近い点に離れる方向と近づく方向では、距離に応じた減速度合いを異ならせても良いし同じにしても良い。また、ここでいう単調増加／単調減少についても、先述と同様に、或る距離の区間で速度が一定となる場合も含む広義の単調増加／単調減少を示すものとする。
【００２８】
以下、本発明を油圧ショベルに適用した場合の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、以下では、作業装置の先端のアタッチメントとしてバケット（１ｃ）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。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、同一の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。
【００２９】
図１において、本発明が適用される油圧ショベルは、油圧ポンプ２と、この油圧ポンプ２からの圧油により駆動されるブームシリンダ３ａ、アームシリンダ３ｂ、バケットシリンダ３ｃ、旋回モータ３ｄ及び左右の走行モータ３ｅ、３ｆを含む複数の油圧アクチュエータと、これら油圧アクチュエータ３ａ〜３ｆのそれぞれに対応して設けられた複数の操作レバー装置４ａ〜４ｆと、油圧ポンプ２と複数の油圧アクチュエータ３ａ〜３ｆ間に接続され、操作レバー装置４ａ〜４ｆの操作量及び操作方向に応じて出力される操作信号によって制御され、油圧アクチュエータ３ａ〜３ｆに供給される圧油の流量及び方向を制御する複数の流量制御弁５ａ〜５ｆと、油圧ポンプ２と流量制御弁５ａ〜５ｆの間の圧力が設定値以上になった場合に開くリリーフ弁６とを有し、これらは油圧ショベルの被駆動部材を駆動する油圧駆動装置を構成している。
【００３０】
油圧ショベルは、図２に示すように、垂直方向にそれぞれ回動する複数の被駆動部材（ブーム１ａ、アーム１ｂ及びバケット１ｃ）を連結して構成された多関節型のフロント作業装置１Ａと、上部旋回体１ｄ及び下部走行体１ｅからなる車体１Ｂとで構成され、フロント作業装置１Ａのブーム１ａの基端は上部旋回体１ｄの前部に支持されている。ブーム１ａ、アーム１ｂ、バケット１ｃ、上部旋回体１ｄ及び下部走行体１ｅはそれぞれブームシリンダ３ａ、アームシリンダ３ｂ、バケットシリンダ３ｃ、旋回モータ３ｄ及び左右の走行モータ３ｅ、３ｆによりそれぞれ駆動される被駆動部材を構成し、それらの動作は上記操作レバー装置４ａ〜４ｆにより指示される。
【００３１】
また、操作レバー装置４ａ〜４ｆは油圧パイロット方式であり、それぞれオペレータにより操作される操作レバー４ａ〜４ｆの操作量と操作方向に応じたパイロット圧を操作信号として、パイロットライン４４ａ〜４９ｂを介して対応する流量制御弁５ａ〜５ｆの油圧駆動部５０ａ〜５５ｂに供給し、これら流量制御弁を駆動する。
【００３２】
領域制限に用いる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制限制御スイッチ７と、予め作業に応じてフロント作業装置１Ａの所定部位（例えば、作業装置１Ａの先端部となるバケット１ｃの先端）が動き得る掘削可能領域（「設定領域」と称することもある）の設定に必要な掘削対象の目標形状の情報（目標形状情報）を含む各種情報が記憶された記憶装置２０と、ブーム１ａ、アーム１ｂ及びバケット１ｃのそれぞれの回動支点に設けられ、フロント作業装置１Ａの位置と姿勢に関する状態量としてそれぞれの回動角を検出する角度検出器８ａ，８ｂ，８ｃと、基準面（例えば水平面）に対する車体１Ｂの前後方向の傾斜角を検出する傾斜角検出器８ｄと、ブーム１ａ用の操作レバー装置４ａのパイロットライン４４ａ，４４ｂに設けられ、操作レバー装置４ａの操作量としてパイロット圧（操作信号）を検出する圧力検出器６０ａ，６０ｂと、アーム１ｂ用の操作レバー装置４ｂのパイロットライン４５ａ，４５ｂに設けられ、操作レバー装置４ｂの操作量としてパイロット圧（操作信号）を検出する圧力検出器６１ａ，６１ｂと、一次ポート側がパイロットポンプ４３に接続され電気信号に応じてパイロットポンプ４３からのパイロット圧を減圧して出力する比例電磁弁１０ａと、ブーム１ａ用の操作レバー装置４ａのパイロットライン４４ａと比例電磁弁１０ａの二次ポート側に接続され、パイロットライン４４ａ内のパイロット圧と比例電磁弁１０ａから出力される制御圧の高圧側を選択し、流量制御弁５ａの油圧駆動部５０ａに導くシャトル弁１２と、ブーム１ａ用の操作レバー装置４ａのパイロットライン４４ｂに設置され、電気信号に応じてパイロットライン４４ｂ内のパイロット圧を減圧して出力する比例電磁弁１０ｂと、アーム１ｂ用の操作レバー装置４ｂのパイロットライン４５ａに設置され、電気信号に応じてパイロットライン４５ａ内のパイロット圧を減圧して出力する比例電磁弁１１ａと、アーム１ｂ用の操作レバー装置４ｂのパイロットライン４５ｂに設置され、電気信号に応じてパイロットライン４５ｂ内のパイロット圧を減圧して出力する比例電磁弁１１ｂと、記憶装置２０に記憶された目標形状情報、角度検出器８ａ，８ｂ，８ｃと傾斜角検出器８ｄの検出信号、および圧力検出器６０ａ，６０ｂ，６１ａ，６１ｂの検出信号を入力し、バケット１ｃの先端が動き得る掘削可能領域（設定領域）を設定すると共に、領域を制限した掘削制御（領域制限制御）を行うための操作信号（パイロット圧）の補正を行う電気信号を比例電磁弁１０ａ，１０ｂに出力するコンピュータである制御ユニット（制御装置）９とから構成されている。
【００３３】
制御ユニット９の制御機能を図３に示す。制御ユニット９は、フロント姿勢演算部９ａ、領域設定演算部９ｂ、バケット先端速度の制限値演算部９ｃ、アームシリンダ推定速度演算部９ｄ、アームによるバケット先端速度演算部９ｅ、ブームによるバケット先端速度の制限値演算部９ｆ、ブームシリンダ速度の制限値演算部９ｇ、ブームパイロット圧の制限値演算部９ｈ、領域制限制御の切り換え演算部９ｒ、ブーム用バルブ指令演算部９ｉ、アームパイロット圧の制限値演算部９ｊ、アーム用バルブ指令演算部９ｋ、およびアームシリンダ目標速度演算部９ｚの各機能を有している。
【００３４】
フロント姿勢演算部９ａでは、角度検出器８ａ〜８ｃ及び傾斜角検出器８ｄで検出されたブーム１ａ、アーム１ｂ、バケット１ｃの回動角及び車体１Ｂの前後の傾斜角に基づいて、フロント作業装置１Ａの位置と姿勢を演算する。その一例を図４により説明する。この例はフロント作業装置１Ａのバケット１ｃの爪先（先端）Ｐ１の位置を計算する場合のものである。なお、ここでは説明の簡略化のため傾斜角検出器８ｄの検出値は考慮しないものとする。
【００３５】
図４において、制御ユニット９の記憶装置２０にはフロント作業装置１Ａ及び車体１Ｂの各部寸法が記憶されており、フロント姿勢演算部９ａではこれらのデータと、角度検出器８ａ、８ｂ、８ｃで検出した回動角α、β、γの各値を用いてバケット先端Ｐ１の位置を計算する。このときＰ１の位置は、例えばブーム１ａの回動支点を原点としたＸＹ座標系の座標値（Ｘ、Ｙ）として求める。当該ＸＹ座標系は本体１Ｂに固定した垂直面内にある直行座標系である。ブーム１ａの回動支点とアーム１ｂの回動支点との距離をＬ１、アーム１ｂの回動支点とバケット１ｃの回動支点の距離をＬ２、バケット１ｃの回動支点とバケット１ｃの先端との距離をＬ３とすれば、回動角α、β、γからＸＹ座標系の座標値（Ｘ、Ｙ）は、下記の式（１）と式（２）より求まる。
【００３６】
【数１】
2016003442.tif 000003
【００３７】
【数２】
2016003442.tif 000004
【００３８】
領域設定演算部９ｂでは、記憶装置２０から得られる目標形状情報に基づいて、バケット１ｃの先端（Ｐ１）が動き得る掘削可能領域（設定領域）の設定演算を行う。目標形状情報とは、フロント作業装置１Ａによる掘削作業により得られる最終的な掘削対象物の形状（目標形状）をブーム１ａ、アーム１ｂ及びバケット１ｃの中心を通過する垂直面上において連続した複数の線分で定義した情報である。当該複数の線分における各線分は座標情報を有する２点によって規定され、例えば、後述する図９では点Ａ（ｘＡ、ｚＡ）と点Ｂ（ｘＢ、ｚＢ）を接続する線分によって目標形状（法面）の一部が規定されている。
【００３９】
目標形状情報の取得方法としては、例えば、目標形状（例えば法面形状）の３次元形状をポリゴンで定義した３次元施工図面において、ブーム１ａ、アーム１ｂ及びバケット１ｃの中心を通過する垂直面で当該３次元形状を切断し、その断面に表れた連続した複数の線分による形状を目標形状として定義するものがある。
【００４０】
バケット１ｃの先端が移動可能な掘削可能領域は境界面によって規定され、境界面上およびその上方の領域が掘削可能領域となる。本実施の形態の境界面は、目標形状を定義する複数の線分のうち少なくとも１つの線分を含む直線によって定義しており、以下においては境界面を「境界Ｌ」と称することがある。
【００４１】
本実施の形態における境界Ｌは、バケット１ｃの先端の位置に応じて適宜自動的に生成・選択される。具体的には、目標形状を規定する複数の線分の中からバケット１ｃの先端（Ｐ１）からの距離が最短の線分を抽出し、当該線分を含む直線が境界Ｌとして生成・選択される。境界Ｌは、まず、建設機械上に設定したＸＹ座標系における直線式で規定され、その後、当該直線上に原点を持ち当該直線を一軸とする直交座標系ＸａＹａ座標系における直線式に変換される。その際、ＸＹ座標系からＸａＹａ座標系への変換データを求める。なお、境界Ｌの生成・選択は上記したものに限られず種々の方法が採用可能である。その一例を挙げるとすれば、ＸＹ座標系においてバケット先端（Ｐ１）と同じＸ座標を有する線分を３次元施工図面の断面（目標形状）から検索し、当該検索結果に係る線分を含む直線を境界Ｌとする方法がある。
【００４２】
バケット先端速度の制限値演算部９ｃでは、バケット先端（Ｐ１）の境界Ｌからの距離Ｄに基づき、バケット先端速度の境界Ｌに垂直な成分の制限値ａを計算する。制限値ａの計算は、制御ユニット９の記憶装置２０に図５に示すような制限値ａと距離Ｄとの関係を記憶しておき、この関係を読み出して行う。
【００４３】
図５において、横軸はバケット先端の境界Ｌからの距離Ｄを示し、縦軸はバケット先端速度の境界Ｌに垂直な成分の制限値ａを示し、横軸の距離Ｄ及び縦軸の速度制限値ａはＸａＹａ座標系と同じくそれぞれ設定領域外から設定領域内に向かう方向を（＋）方向としている。この距離Ｄと制限値ａの関係は、バケット先端が設定領域内にあるときには、その距離Ｄに比例した（−）方向の速度をバケット先端速度の境界Ｌに垂直な成分の制限値ａとし、バケット先端が領域外にあるときには、その距離Ｄに比例した（＋）方向の速度をバケット先端速度の境界Ｌに垂直な成分の制限値ａとするように定められている。したがって、設定領域内（掘削可能領域内）では、バケット先端速度の境界Ｌに垂直な成分が（−）方向で制限値を越えた場合だけ減速され、設定領域外（掘削可能領域外）では、バケット先端が（＋）方向に増速されるようになる。
【００４４】
アームシリンダ推定速度演算部９ｄでは、圧力検出器６１ａ，６１ｂで検出された流量制御弁５ｂへの指令値（パイロット圧（操作信号））と、アームの流量制御弁５ｂの流量特性により、アームシリンダ推定速度を推定する。
【００４５】
アームシリンダ目標速度演算部９ｚでは、バケット先端位置に応じて境界Ｌが切り替わる際に掘り過ぎや空掘りが生じる事を防ぐために、図９に例示するような、バケットの先端Ｐ１と、境界Ｌに係る線分（ｎ）を規定する２点Ａ，Ｂ（以下「形状変化点」と称することがある）との位置関係に基づいて、次に説明する処理によりアームシリンダ目標速度を演算する。
【００４６】
ここでは、図９に示した状況を例にして、アームシリンダ目標速度演算部９ｚによるアームシリンダ目標速度の演算処理について図１０のフローチャートに沿って説明する。図９は線分（ｎ）が領域制限の境界Ｌに含まれている状況である。なお、図１０に示した処理は、図３に示した各演算部の処理と同様に、所定の制御周期で繰り返される。
【００４７】
ステップＳ１００では、バケット先端Ｐ１から形状変化点である点Ａへの距離ＲＡと、バケット先端Ｐ１から形状変化点である点Ｂへの距離ＲＢを求め、ステップＳ１１０に進む。距離ＲＡ，ＲＢの算出の際に利用するバケット先端Ｐ１の座標は、例えば、フロント姿勢演算部９ａの出力値と油圧ショベルの現在位置から算出可能であり、点Ａ，Ｂの座標は施工図が記憶された記憶装置２０から取得可能である。
【００４８】
なお、ステップＳ１００に関して、図９の状況では、バケット１ｃ（フロント作業装置１Ａの先端部）の爪先Ｐ１から各形状変化点Ａ，Ｂまでの距離が距離ＲＡ，ＲＢとして採用されているが、より一般的化する場合には、目標形状が表れる２次元平面上で形状変化点Ａ，Ｂを中心としバケット１ｃに接する最小の円をそれぞれ描き、当該各円の半径を距離ＲＡ，ＲＢとして採用することが好ましい。つまり、図９では距離ＲＡ，ＲＢの基準点をＰ１としているが、バケット１ｃ上のその他の点を基準点としても良いし、形状変化点Ａ，Ｂからのバケット上の最短の点を基準点としても良い。
【００４９】
ステップＳ１１０では、境界Ｌに含まれる線分（ｎ）が当該線分（ｎ）に係る一方の端点Ａで接続する他の線分（ｎ−１）と成す角度αＡ（すなわち隣接する２つの線分（線分（ｎ）および線分（ｎ−１））の成す角度）と、線分（ｎ）が他方の端点Ｂで接続する他の線分（ｎ＋１）と成す角度αＢを求め、ステップＳ１２０に進む。なお、点Ａあるいは点Ｂが目標形状の終端であり、他の線分が接続されていない場合には、ステップ１１０においてαＡあるいはαＢとして＋９０度を設定する（−９０度としても良い）。このように構成すると終端近傍の掘り過ぎや空堀りを抑制できる。
【００５０】
本実施の形態における「２つの線分の成す角」の定義の仕方は、隣接する２つの線分を油圧ショベルに近いものから第１の線分、第２の線分としたとき、第１の線分を形状変化点から延長し、当該延長線と第２の線分の成す角度を「２つの線分の成す角」としている。そして、延長線よりも第２の線分が上方に位置する場合には角度の符号を「正」とし、逆の場合には角度の符号を「負」とする。つまり、延長線を基準として左回りの角度を「正」とし、右回りの角度を「負」とする。したがって、例えば、図９の例では線分（ｎ−１）と線分ｎの成す角は「＋αＡ」となり、線分ｎと線分（ｎ＋１）の成す角は「−αＢ」となる。なお、延長線と第２の線分が重なる場合には２つの線分の成す角は０とし、また、２つの線分の成す角の範囲は、掘削面の性質上、＋９０度から−９０度までの間となる。
【００５１】
ステップＳ１２０では、境界Ｌに係る２つの点Ａ，Ｂのうちバケット１ｃに最も近い点はどれであるかを判定する。具体的には、ＲＡとＲＢを比較し、ＲＡ＜ＲＢであればステップＳ１３０に進み、ＲＡ≧ＲＢであればステップＳ１３１に進む。
【００５２】
ステップＳ１３０およびステップＳ１３１では、後述のステップＳ１５０の減速係数Ｋの算出時に利用する距離Ｒおよび角度αを選択する処理を実行するが、このうちステップＳ１３０では、ＲとしてＲＡを、αとしてαＡを設定し、ステップＳ１４０に進む。一方、ステップＳ１３１では、ＲとしてＲＢを、αとしてαＢを設定し、ステップＳ１４０に進む。なお、図９の状況では、ＲＡ＜ＲＢとなるため（すなわち点Ａが最も近い点となるため）、Ｒ＝ＲＡ、α＝αＡとなる。  ステップＳ１４０では、バケット先端の動作方向が最寄りの形状変化点（図９の状況では点Ａ）に近づく方向か離れる方向か、すなわちアームクラウド操作かアームダンプ操作かを操作レバー４ｂから出力されるパイロット圧により判別する。近づく方向の動作（アームクラウド動作）である場合には距離Ｒの符号を「正」とし、離れる方向の動作（アームダンプ動作）である場合は距離Ｒの符号を「負」とし、ステップＳ１５０に進む。なお、図９の状況では、最寄りの形状変化点は点Ａであり、アームクラウド動作が行われている時に近づく動作と判断し、距離Ｒを「＋ＲＡ」とする。また、バケット先端の動作方向を知る方法としては、上記のようにパイロット圧を用いるのではなく、バケット先端の位置変化から算出したベクトルの方向を用いてもよい。
【００５３】
ステップＳ１５０では、ステップＳ１３０又はステップＳ１３１で定めたＲとαから、図１１および図１２のテーブルを参照して、距離Ｒに応じて変化する距離係数Ｋｄと、角度αに応じて変化する角度係数Ｋａを求め、さらにそのＫｄおよびＫａと下記式（３）から減速係数Ｋを算出し、ステップＳ１６０に進む。距離係数Ｋｄ、減速係数Ｋおよび角度係数Ｋａはそれぞれ１以下の値であり、これらが小さい値になる程アームシリンダ速度上限値Ｌａが小さく設定される（つまり減速が大となる。）。距離係数Ｋｄまたは角度係数Ｋａが１のときは、後述の式（４）から明らかなように減速係数Ｋが１となるため、本発明に係る減速制御は行われないことになる。
【００５４】
【数３】
2016003442.tif 000005
【００５５】
距離係数Ｋｄを求める際に利用される図１１のテーブルは、バケット１ｃと形状変化点の距離Ｒの大きさが小さくなるにつれてアーム動作速度が除々に変化するように定義されており、本発明に係る減速制御によりオペレータの操作性が損なわれないようにしている。具体的には、バケット１ｃが最も近い形状変化点に近づく場合（距離Ｒが正の場合）については、距離Ｒが設定値（減速開始距離Ｒｓ）以下に達したら距離Ｒの減少に伴って係数Ｋｄが１（最大値）から除々に減少し、その後距離Ｒが減速開始距離未満の或る値まで達したら、距離Ｒがゼロに達するまでの間は係数Ｋｄが一定値（最小値）を保つように設定されている。
【００５６】
一方、バケット１ｃが最も近い形状変化点から離れる場合（距離Ｒが負の場合）については、距離Ｒの大きさがゼロから増加するに伴って係数Ｋｄが最小値から除々に増加し、その後距離Ｒが或る値まで増加したら、係数Ｋｄは一定値（最大値＝１）を保つように設定されている。このようにすることで、形状変化点から離れる動作の場合には必要以上に減速せず、さらに、減速の度合いが急激に変化しないようにすることで、操作性に違和感が生じないようにできる。
【００５７】
なお、図１１に示した距離Ｒと係数Ｋｄの関係は一例に過ぎず、距離Ｒが小さくなるにつれて係数Ｋｄが小さくなるような傾向が表れる関係であれば他の態様でも良い。
【００５８】
角度係数Ｋａを求める際に利用される図１２のテーブルは、２つの線分の成す角度αの大きさが大きい程（ゼロから離れる程）に減速の度合いを大きく出来るように、角度αの大きさの増加に伴って角度係数Ｋａが除々に小さくなるように定義されており、掘削形状に応じた適切な減速量を定められるようにしている。また、本実施の形態では、角度αの正負によって法肩（負の角度）と法尻（正の角度）を判別しており、法肩と法尻で係数Ｋａと角度αの関係を異ならせている。なお、図１１と同様に図１２に示した角度αと係数Ｋａの関係は一例に過ぎず、角度αの大きさが大きくなるにつれて係数Ｋａが小さくなるような傾向が表れる関係であれば他の態様でも良い。
【００５９】
ステップＳ１３０又はステップＳ１３１で定めた角度αがゼロの場合には、角度係数Ｋａが１となり、本発明に係る減速制御は行われない。この構成の趣旨は、角度αがゼロの場合には最も近い形状変化点の両側に位置する２つの線分は平坦面を形成するので、当該形状変化点の近傍で減速処理を行う必要が無いからである。なお、このような事態は、主として、目標形状をポリゴンで定義した３次元施工図面を利用する場合に発生し、目標形状を垂直面で切断したときにポリゴンが再定義され平坦面上に形状変化点が追加されることに起因して発生することが多い。
【００６０】
ステップＳ１６０では、記憶装置２０に記憶されたアームシリンダ最大速度、ステップＳ１５０で算出した減速係数Ｋおよび下記式（４）により、アームシリンダ速度上限値Ｌａを設定し、ステップＳ１７０に進む。
【００６１】
【数４】
2016003442.tif 000006
【００６２】
ステップＳ１７０では、アームシリンダ推定速度演算部９ｄで求めたアームシリンダ推定速度が、ステップＳ１６０で定めたアームシリンダ速度上限値Ｌａを超えるかを判断し、超えると判断された場合には減速が必要と判断し、ステップＳ１８０に進む。一方、超えないと判断された場合は減速を行わないものとしてステップＳ１８１に進み、アームシリンダ推定速度演算部９ｄで求めたアームシリンダ推定速度をそのままアームシリンダ目標速度に設定し、処理を終了する。
【００６３】
ステップＳ１８０では、演算部９ｄで求めたアームシリンダ推定速度に代えて、ステップＳ１６０で算出したアームシリンダ速度上限値Ｌａをアームシリンダ目標速度に設定し、処理を終了する。すなわち、ステップＳ１８０を経ると、アームシリンダ目標速度がアームシリンダ速度上限値Ｌａに制限される。
【００６４】
なお、上記式（４）を利用した減速方法に代えて、下記式（５）のようにアームシリンダ推定速度に減速係数Ｋを直接乗じてアームシリンダ目標速度を算出することで減速をしてもよい。また、下記式（６）のようにアームのパイロット圧に減速係数を乗じてから、再度アームシリンダ推定速度を算出することで減速をしてもよい。
【００６５】
【数５】
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【００６６】
【数６】
2016003442.tif 000008
【００６７】
図３に戻り、アームによるバケット先端速度演算部９ｅでは、アームシリンダ目標速度演算部９ｚで図１０の一連の処理により求めたアームシリンダ目標速度と、フロント姿勢演算部９ａで求めたフロント作業装置１Ａの位置及び姿勢とによりアーム１ｂによるバケット先端速度ｂを演算する。
【００６８】
ブームによるバケット先端速度の制限値演算部９ｆでは、演算部９ｅで求めたアーム１ｂによるバケット先端速度ｂを領域設定演算部９ｂで求めた変換データを用いてＸＹ座標系からＸａＹａ座標系へ変換し、アーム１ｂによるバケット先端速度（ｂｘ、ｂｙ）を演算し、演算部９ｃで求めたバケット先端速度の境界Ｌに垂直な成分の制限値ａとそのアームによるバケット先端速度の境界Ｌに垂直な成分ｂｙにより、ブーム１ａによるバケット先端速度の境界Ｌに垂直な成分の制限値ｃを演算する。次にこれを図６を用いて説明する。
【００６９】
図６において、バケット先端速度の制限値演算部９ｃで求められるバケット先端速度の境界Ｌに垂直な成分の制限値ａとアームによるバケット先端速度演算部９ｅで求められるアームによるバケット先端速度ｂの境界Ｌに垂直な成分ｂｙの差（ａ−ｂｙ）がブーム１ａによるバケット先端速度の境界Ｌに垂直な成分の制限値ｃであり、ブームによるバケット先端速度の制限値演算部９ｆでは「ｃ＝ａ−ｂｙ」の式より制限値ｃを計算する。
【００７０】
次に、制限値ｃの意味について、バケット先端が（Ａ）設定領域（掘削可能領域）内にある場合、（Ｂ）境界上にある場合、（Ｃ）設定領域外にある場合に分けて説明する。
【００７１】
（Ａ）バケット先端が設定領域内の場合には、バケット先端速度は、バケット先端の境界Ｌからの距離Ｄに比例してバケット先端速度の境界Ｌに垂直な成分の制限値ａに制限される。これよりブーム１ａによるバケット先端速度の境界Ｌに垂直な成分はｃ（＝ａ−ｂｙ）に制限される。また、バケット先端速度ｂの境界Ｌに垂直な成分ｂｙがａを越えた場合にはａに減速され、ブーム１ａによるバケット先端速度の制限値ｃは０となる。
【００７２】
（Ｂ）バケット先端が設定領域の境界Ｌ上にある場合には、バケット先端速度の境界Ｌに垂直な成分の制限値ａは０となり、設定領域外に向かうアームによるバケット先端速度ｂの境界Ｌに垂直な成分ｂｙは制限値ｃのブーム上げによる補正動作によってキャンセルされ（ゼロにされ）、バケット先端速度の境界Ｌに平行な成分ｂｘが残る（図７および図８参照）。
【００７３】
（Ｃ）バケット先端が領域外の場合（境界Ｌの下方にある場合）には、バケット先端速度の境界Ｌに垂直な成分はバケット先端の境界Ｌからの距離Ｄに比例した上向きの制限値ａに制限されることにより、常に設定領域内に復元するように制限値ｃのブーム上げによる補正動作が行われる（図８参照）。
【００７４】
図３に戻りブームシリンダ速度の制限値演算部９ｇでは、ブーム１ａによるバケット先端速度の境界Ｌに垂直な成分の制限値ｃとフロント作業装置１Ａの位置と姿勢に基づき、上記変換データを用いた座標変換によりブームシリンダ速度の制限値を演算する。
【００７５】
ブームパイロット圧（ブーム指令）の制限演算部９ｈでは、ブーム１ａの流量制御弁５ａの流量特性に基づき、演算部９ｇで求めたブームシリンダ速度の制限値に対応するブームパイロット圧の制限値を求める。
【００７６】
アームパイロット圧（アーム指令）の制限演算部９ｊでは、アーム１ｂの流量制御弁５ｂの流量特性に基づき、アームによるバケット先端速度演算部９ｅで求めたアーム１ｂによるバケット先端速度ｂに対応するアームパイロット圧の制限値を求める。
【００７７】
領域制限制御の切り換え演算部９ｒでは、領域制限スイッチ７がＯＮで（押されており）領域制限制御が選択されている場合（許可されている場合）は、ブームパイロット圧の制限値として演算部９ｈで計算した値を、アームパイロット圧の制限値として演算部９ｊで計算した値を、そのまま出力する。一方、領域制限スイッチ７がＯＦＦ（押されておらず）で領域制限制御が選択されていない場合（禁止されている場合）は、圧力検出器６０ａ、６０ｂで検出したパイロット圧から大きい方の値をブームパイロット圧の制限値として出力し、圧力検出器６１ａ、６１ｂで検出したパイロット圧から大きい方の値をアームパイロット圧の制限値として出力する。なお、検出器６０ｂあるいは検出器６１ｂで検出した値を出力する際には負の値で出力するものとする。
【００７８】
ブーム用バルブ指令演算部９ｉでは、領域制限制御の切り換え演算部９ｒからのパイロット圧の制限値を入力し、この値が正の場合には、ブーム上げ側の比例電磁弁１０ａに制限値に対応する電圧を出力し、流量制御弁５ａの油圧駆動部５０ａのパイロット圧を当該制限値に補正し、ブーム下げ側の比例電磁弁１０ｂに０の電圧を出力して流量制御弁５ａの油圧駆動部５０ｂのパイロット圧を０にする。また、制限値が負の場合には、ブーム下げ側の流量制御弁の油圧駆動部５０ｂのパイロット圧を制限するように制限値に対応する電圧を比例電磁弁１０ｂに出力してパイロット圧を補正し、ブーム上げ側の比例電磁弁１０ａには０の電圧を出力し流量制御弁５ａの油圧駆動部５０ａのパイロット圧を０にする。
【００７９】
バルブ指令演算部９ｋでは、領域制限制御の切り換え演算部９ｒからのパイロット圧の制限値を入力し、この値が正の場合には、アームダンプ側の比例電磁弁１１ａに制限値に対応する電圧を出力し、流量制御弁５ｂの油圧駆動部５１ａのパイロット圧を当該制限値に補正し、アームクラウド側の比例電磁弁１１ｂに０の電圧を出力して流量制御弁５ｂの油圧駆動部５１ｂのパイロット圧を０にする。また、制限値が負の場合には、アームクラウド側の流量制御弁の油圧駆動部５１ｂのパイロット圧を制限するように制限値に対応する電圧を比例電磁弁１１ｂに出力してパイロット圧を補正し、アームダンプ側の比例電磁弁１１ｂには０の電圧を出力し流量制御弁５ａの油圧駆動部５１ａのパイロット圧を０にする。
【００８０】
以上のように本実施の形態によれば、バケット１ｃが或る形状変化点に近づいた状況では、アームシリンダ目標速度演算部９ｚの演算によってアームシリンダ速度が上限値Ｌａ（アームシリンダ最大速度×減速係数Ｋ）まで自動的に低減してバケット１ｃの速度が十分低減するので、境界Ｌを超えて設定領域外にバケット１ｃの先端が達することが抑制され、当該形状変化点付近での掘り過ぎや空掘りの発生を防止できる。
【００８１】
形状変化点近傍の同じ位置で上限値Ｌａと制限値ａを比較した場合、上限値Ｌａが制限値ａより小さくなるように減速係数Ｋを設定することが好ましい。例えば、図１３は形状変化点近傍の距離Ｒ１未満で上限値Ｌａが制限値ａより小さくなるように減速係数Ｋを設定した例である（説明簡略のため角度係数Ｋａ＝０とした）。このように減速係数Ｋを設定すると形状変化点近傍（図１３における距離Ｒ１未満の範囲）では通常の領域制限制御よりもバケット１ｃが減速されるので、バケット１ｃの位置に応じた境界Ｌの自動選択処理によって当該形状変化点付近で境界が変化する際においても、掘り過ぎや空堀りが発生しないような掘削速度となり、目標形状に沿った掘削が容易になる。すなわち、目標形状を複数の線分で定義した場合にも、正確な領域制限制御の実現が可能となる。さらに、目標形状が複数の線分で定義されていても、連続した動作での掘削が容易になるので、施工効率の向上が図れる。
【００８２】
また、本実施の形態は、それに伴う演算においても比較的簡便な処理で済むので、複数の線分に対して目標パイロット圧をそれぞれ演算する類の方法と比べて、制御ユニット（コンピュータ）９の演算負荷増加を抑えることが可能である。
【００８３】
なお、図１０のフローチャートでは、その時選択されている境界Ｌに含まれる線分（ｎ）を規定する２点（形状変化点）Ａ，Ｂまでの距離ＲＡ，ＲＢを算出し、より近い点までの距離（Ｒ）と当該近い点における２つの線分の成す角（α）を利用して減速係数Ｋを算出したが、この一連の処理に代えて、目標形状を規定する複数の点（形状変化点）の中から作業装置１Ａの先端部であるバケット１ｃに最も近い点までの距離（Ｒ）を算出し、当該最も近い点で接続する２つの線分のなす角（α）を算出しても良い。
【００８４】
また、上記の実施の形態では、形状変化点からバケット１ｃまでの距離Ｒに応じて減速係数Ｋを変化させている関係上、或る形状変化点を中心とし半径が減速開始距離Ｒｓの円状のアームシリンダ３ｂの減速領域が形成されることになるが、当該円に代わる任意の閉領域（例えば矩形）を或る形状変化点の周囲に減速領域として設定しておき、当該領域内にバケット１ｃが進入したらアームシリンダ速度を減速するように構成しても良い。
【００８５】
また、上記の実施の形態では、距離Ｒと角度αに応じて減速係数Ｋを定めたが、いずれか一方のみで減速係数を定めても良い。ただし、角度αのみで減速係数Ｋを定めると、距離Ｒにかかわらず角度αに応じて一律に減速することになるので、所定の距離（例えば、減速開始距離Ｒｓ）まで接近したら角度αに応じた減速を開始するように構成した方が作業効率や操作性という観点からは好ましい。
【００８６】
また、上記の実施の形態では、バケット１ｃが形状変化点に近づくとアームシリンダ３ｂを減速することでバケット速度を低減したが、当該アームシリンダ３ｂに代えて／加えて、ブームシリンダ３ａ及び／又はバケットシリンダ３ｃを減速しても良い。
【００８７】
また、上記ではフロント作業装置１Ａの位置及び姿勢を取得するために、角度検出器８ａ〜８ｃを利用したが、これに代えて各油圧シリンダ３ａ〜３ｃのストローク量を検出する複数のストローク検出器や、ブーム１ａ、アーム１ｂおよびバケット１ｃの傾斜角をそれぞれ検出する複数の傾斜角検出器を利用しても良い。
【００８８】
また、上記の実施の形態では、エンジンで油圧ポンプを駆動する一般的な油圧ショベルを例に挙げて説明したが、油圧ポンプをエンジン及びモータで駆動するハイブリッド式の油圧ショベルや、油圧ポンプをモータのみで駆動する電動式の油圧ショベル等にも本発明が適用可能であることは言うまでもない。
【００８９】
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。
【符号の説明】
【００９０】
１Ａ…フロント作業装置、１Ｂ…車体、１ａ…ブーム、１ｂ…アーム、１ｃ…バケット、２…油圧ポンプ、３ａ…ブームシリンダ（油圧アクチュエータ）、３ｂ…アームシリンダ（油圧アクチュエータ）、４ａ〜４ｆ，１４ａ〜１４ｆ…操作レバー装置（操作装置）、５ａ〜５ｆ，１５ａ〜１５ｆ…流量制御弁、７…制限制御スイッチ、８ａ〜８ｃ…角度検出器、８ｄ…傾斜角度検出器、９…制御ユニット、９ａ…フロント姿勢演算部、９ｂ…領域設定演算部、９ｃ…バケット先端速度の制限値演算部、９ｄ…アームシリンダ推定速度演算部、９ｅ…アームによるバケット先端速度演算部、９ｆ…ブームによるバケット先端速度の制限値演算部、９ｇ…ブームシリンダ速度の制限値演算部、９ｈ…ブームパイロット圧の演算部、９ｉ…ブーム用バルブ指令演算部、９ｊ…アームパイロット圧の演算部、９ｋ…アーム用バルブ指令演算部、９ｒ…領域制限制御の切り換え演算部、９ｚ…アームシリンダ目標速度演算部、１０ａ、１０ｂ、１１ａ、１０ｂ…比例電磁弁、１２…シャトル弁、２０…記憶装置、５０ａ〜５５ｂ…油圧駆動部、６０ａ、６０ｂ、６１ａ、６１ｂ…圧力検出器
【図１】
2016003442.tif 000009
【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】
2016003442.tif 000021