(57)【要約】アタッチメントの先端部における作業部位を設計面により精度良く一致させることが可能なショベルを提供する。本開示の一実施形態に係るショベルは、アタッチメントＡＴに関する操作を受け付ける操作装置２６と、操作装置２６に対する操作入力に対応して動作し、アームを駆動するアームシリンダ８と、バケット６を駆動するバケットシリンダ９と、アームシリンダ８の動作に合わせて、バケット６の制御基準の目標施工面に対する鉛直方向の位置を調整するように、バケットシリンダ９の動作を制御するコントローラ３０と、を備える。
2020095935.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下部走行体と、
前記下部走行体に対して、旋回自在に搭載される上部旋回体と、
前記上部旋回体に取り付けられ、ブーム、アーム、及びバケットを含むアタッチメントと、
前記アームを駆動するアームシリンダと、
前記バケットを駆動するバケットシリンダと、
前記アームシリンダの動作に合わせて、前記バケットの所定の作業部位に設定される制御基準の目標施工面に対する鉛直方向の位置を調整するように、前記バケットシリンダの動作を制御する制御装置と、を備える、
ショベル。
【請求項２】
前記ブームを駆動するブームシリンダを備え、
前記制御装置は、前記アームシリンダの動作に合わせて、前記制御基準の前記鉛直方向の位置を調整するように、前記ブームシリンダの動作を制御し、所定の条件が成立した場合、前記アームシリンダの動作に合わせて、前記制御基準の前記鉛直方向の位置を調整するように、前記バケットシリンダの動作を制御する、
請求項１に記載のショベル。
【請求項３】
前記制御装置は、前記所定の条件が成立した場合、前記制御基準を変更する、
請求項２に記載のショベル。
【請求項４】
前記制御装置は、前記バケット及び前記目標施工面の相対的な位置関係と、前記バケットの背面の形状とに基づき、前記所定の条件が成立した場合における変更後の前記制御基準を決定する、
請求項３に記載のショベル。
【請求項５】
前記所定の条件が成立した場合における変更後の前記制御基準は、前記バケットの背面を前記目標施工面に一致するように回動させたときの前記バケットの背面における前記目標施工面と接する位置に対応する、
請求項４に記載のショベル。
【請求項６】
前記制御装置は、前記目標施工面に前記バケットの背面が一致するために必要な前記バケットの回動角度に対応する前記バケットシリンダの指令値を出力する、
請求項１乃至５の何れか一項に記載のショベル。
【請求項７】
前記制御装置は、前記アームシリンダの動作に合わせて、前記制御基準の前記鉛直方向の位置を調整するように、前記バケットシリンダの動作を制御することが可能か否かを判定する、
請求項１乃至６の何れか一項に記載のショベル。
【請求項８】
ショベルの周囲の様子を認識する空間認識装置を備え、
前記制御装置は、前記アームシリンダ及び前記バケットシリンダを含むアクチュエータの動作開始前において、前記空間認識装置の取得情報に基づきショベルから所定範囲内に人が存在すると判断された場合に、前記アクチュエータを動作不能とする、
請求項１に記載のショベル。
【請求項９】
ショベルの周囲の様子を認識する空間認識装置と、
前記アームシリンダ及び前記バケットシリンダを含むアクチュエータの操作を受け付ける操作装置と、を備え、
前記制御装置は、前記アクチュエータの動作開始前において、前記空間認識装置の取得情報に基づきショベルから所定範囲内に人が存在すると判断されると、前記操作装置が操作されても前記アクチュエータを駆動させない、
請求項１に記載のショベル。
【請求項１０】
下部走行体と、
前記下部走行体に対して、旋回自在に搭載される上部旋回体と、
前記上部旋回体に取り付けられ、複数の動作要素を含むアタッチメントと、
一のアタッチメント動作指令に基づき、前記複数の動作要素のうちの一の動作要素に関する一のマスタ指令と、前記複数の動作要素のうちの前記一の動作要素以外の動作要素に関する複数のスレーブ指令とを生成すると共に、所定の条件に基づき、前記複数のスレーブ指令の中で前記マスタ指令に同期させるスレーブ指令を切り換える制御装置と、を備える、
ショベル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、ショベルに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、バケットの爪先等のアタッチメントの先端部における所定の作業部位を設計面に沿って移動させる制御を行うショベルが知られている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−２１７１３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述のような制御では、マスタ要素としてのアームの動作に合わせて、主に、ブームシリンダを伸縮させ、ブームを上げ下げすることにより、アタッチメントの先端部における作業部位の設計面に対する鉛直方向の位置を調整し、アタッチメントの先端部における作業部位を設計面に一致させる場合が多い。そのため、作用する荷重が相対的に大きく、且つ、アタッチメントの根元に位置するブームシリンダの伸縮をきめ細かく制御することは難しく、場合によっては、アームの動作に合わせて、アタッチメントの先端部の設計面に対する鉛直方向の位置を精度良く調整することができない可能性がある。【０００５】
そこで、上記課題に鑑み、アタッチメントの先端部における作業部位を設計面により精度良く一致させることが可能な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】
上記目的を達成するため、本開示の一実施形態では、
下部走行体と、
前記下部走行体に対して、旋回自在に搭載される上部旋回体と、
前記上部旋回体に取り付けられ、ブーム、アーム、及びバケットを含むアタッチメントと、
前記アームを駆動するアームシリンダと、
前記バケットを駆動するバケットシリンダと、
前記アームシリンダの動作に合わせて、前記バケットの所定の作業部位に設定される制御基準の目標施工面に対する鉛直方向の位置を調整するように、前記バケットシリンダの動作を制御する制御装置と、を備える、
ショベルが提供される。【０００７】
また、本開示の他の実施形態では、
下部走行体と、
前記下部走行体に対して、旋回自在に搭載される上部旋回体と、
前記上部旋回体に取り付けられ、複数の動作要素を含むアタッチメントと、
一のアタッチメント動作指令に基づき、前記複数の動作要素のうちの一の動作要素に関する一のマスタ指令と、前記複数の動作要素のうちの前記一の動作要素以外の動作要素に関する複数のスレーブ指令とを生成すると共に、所定の条件に基づき、前記複数のスレーブ指令の中で前記マスタ指令に同期させるスレーブ指令を切り換える制御装置と、を備える、
ショベルが提供される。
【発明の効果】
【０００８】
上述の実施形態によれば、アタッチメントの先端部における作業部位を設計面により精度良く一致させることが可能なショベルを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】ショベルの側面図である。
【図２】ショベルの上面図である。
【図３】ショベルの油圧システムの構成の一例を示す図である。
【図４Ａ】ショベルの油圧システムにおけるアームに関する操作系の構成部分の一例を示す図である。
【図４Ｂ】ショベルの油圧システムにおけるブームに関する操作系の構成部分の一例を示す図である。
【図４Ｃ】ショベルの油圧システムにおけるバケットに関する操作系の構成部分の一例を示す図である。
【図４Ｄ】ショベルの油圧システムにおける上部旋回体に関する操作系の構成部分の一例を示す図である。
【図５】ショベルのマシンガイダンス機能及びマシンコントロール機能に関する構成の一例の概要を示すブロック図である。
【図６Ａ】ショベルのマシンコントロール機能に関する詳細な構成の一例を示す機能ブロック図である。
【図６Ｂ】ショベルのマシンコントロール機能に関する詳細な構成の一例を示す機能ブロック図である。
【図７】ショベルのコントローラによるマシンコントロール機能に関する制御処理の一例を概略的に示すフローチャートである。
【図８】ショベルのマシンコントロール機能によるアタッチメントの動作を説明する図である。
【図９】ショベルのマシンコントロール機能によるアタッチメントの動作を説明する図である。
【図１０】ショベルのマシンコントロール機能に関する詳細な構成の他の例を示す機能ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して実施形態について説明する。
【００１１】
［ショベルの概要］
最初に、図１、図２を参照して、本実施形態に係るショベル１００の概要について説明する。
【００１２】
図１、図２は、それぞれ、本実施形態に係るショベル１００の上面図及び側面図である。
【００１３】
本実施形態に係るショベル１００は、下部走行体１と、旋回機構２を介して旋回自在に下部走行体１に搭載される上部旋回体３と、アタッチメントＡＴを構成するブーム４、アーム５、及び、エンドアタッチメントの一例としてのバケット６と、キャビン１０とを備える。
【００１４】
下部走行体１は、左右一対のクローラ１Ｃ、具体的には、左クローラ１ＣＬ及び右クローラ１ＣＲを含む。下部走行体１は、左クローラ１ＣＬ及び右クローラ１ＣＲが走行油圧モータ２Ｍ（走行油圧モータ２ＭＬ，２ＭＲ）でそれぞれ油圧駆動されることにより、ショベル１００を走行させる。
【００１５】
上部旋回体３は、旋回油圧モータ２Ａで駆動されることにより、下部走行体１に対して旋回する。
【００１６】
ブーム４は、上部旋回体３の前部中央に俯仰可能に枢着され、ブーム４の先端には、アーム５が上下回動可能に枢着され、アーム５の先端には、バケット６が上下回動可能に枢着される。ブーム４、アーム５、及びバケット６は、それぞれ、油圧アクチュエータとしてのブームシリンダ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。
【００１７】
キャビン１０は、オペレータが搭乗する運転室であり、上部旋回体３の前部左側に搭載される。
【００１８】
ショベル１００は、キャビン１０に搭乗するオペレータの操作に応じて、アクチュエータ（例えば、油圧アクチュエータ）を動作させ、下部走行体１、上部旋回体３、ブーム４、アーム５、及びバケット６等の動作要素（被駆動要素）を駆動する。
【００１９】
また、ショベル１００は、キャビン１０のオペレータにより操作されるのに代えて、或いは、加えて、所定の外部装置のオペレータによって遠隔操作されてもよい。所定の外部装置には、例えば、ショベル１００の稼働状況等を管理する管理装置や作業現場の監督者、作業者等が利用する携帯端末等を含まれてよい。管理装置は、例えば、ショベル１００の作業現場の外部に設置されるクラウドサーバであってもよいし、ショベル１００の作業現場に設置されるエッジサーバやコンピュータ端末であってもよい。この場合、ショベル１００は、例えば、後述の空間認識装置７０に含まれる撮像装置が出力する画像情報（撮像画像）を外部装置に送信する。また、後述するショベル１００の表示装置Ｄ１に表示される各種の情報画像（例えば、各種設定画面等）は、同様に、外部装置に設けられる表示装置にも表示されてよい。これにより、オペレータは、例えば、外部装置に設けられる表示装置に表示される内容を確認しながら、ショベル１００を遠隔操作することができる。そして、ショベル１００は、外部装置から受信される、遠隔操作の内容を表す遠隔操作信号に応じて、アクチュエータを動作させ、下部走行体１、上部旋回体３、ブーム４、アーム５、及びバケット６等の動作要素を駆動してよい。ショベル１００が遠隔操作される場合、キャビン１０の内部は、無人状態であってもよい。以下、オペレータの操作には、キャビン１０のオペレータの操作装置２６に対する操作、及び外部装置のオペレータの遠隔操作の少なくとも一方が含まれる前提で説明を進める。
【００２０】
また、ショベル１００は、オペレータの操作の内容に依らず、自動でアクチュエータを動作させてもよい。これにより、ショベル１００は、下部走行体１、上部旋回体３、ブーム４、アーム５、及びバケット６等の動作要素の少なくとも一部を自動で動作させる機能（以下、「自動運転機能」或いは「マシンコントロール機能」）を実現する。
【００２１】
自動運転機能には、オペレータの操作装置２６に対する操作や遠隔操作に応じて、操作対象の動作要素（アクチュエータ）以外の動作要素（アクチュエータ）を自動で動作させる機能（いわゆる「半自動運機能」）が含まれてよい。また、自動運転機能には、オペレータの操作装置２６に対する操作や遠隔操作がない前提で、複数の動作要素（アクチュエータ）の少なくとも一部を自動で動作させる機能（いわゆる「完全自動運転機能」）が含まれてよい。ショベル１００において、完全自動運転機能が有効な場合、キャビン１０の内部は無人状態であってよい。また、自動運転機能には、ショベル１００の周囲の作業者等の人のジェスチャをショベル１００が認識し、認識されるジェスチャの内容に応じて、複数の動作要素（油圧アクチュエータ）の少なくとも一部を自動で動作させる機能（「ジェスチャ操作機能」）が含まれてよい。また、半自動運転機能や完全自動運転機能やジェスチャ操作機能には、自動運転の対象の動作要素（油圧アクチュエータ）の動作内容が予め規定されるルールに従って自動的に決定される態様が含まれてよい。また、半自動運転機能や完全自動運転機能やジェスチャ操作機能には、ショベル１００が自律的に各種の判断を行い、その判断結果に沿って、自律的に自動運転の対象の動作要素（油圧アクチュエータ）の動作内容が決定される態様（いわゆる「自律運転機能」）が含まれてもよい。
【００２２】
［ショベルの構成］
次に、図１、図２に加えて、図３、図４（図４Ａ〜図４Ｄ）を参照して、ショベル１００の構成について説明する。
【００２３】
図３は、本実施形態に係るショベル１００の油圧システムの構成の一例を説明する図である。図４Ａ〜図４Ｄは、それぞれ、本実施形態に係るショベル１００の油圧システムにおけるアーム５、ブーム４、バケット６、及び上部旋回体３に関する操作系の構成部分の一例を示す図である。
【００２４】
本実施形態に係るショベル１００の油圧システムは、エンジン１１と、レギュレータ１３と、メインポンプ１４と、パイロットポンプ１５と、コントロールバルブ１７と、操作装置２６と、吐出圧センサ２８と、操作圧センサ２９と、コントローラ３０とを含む。また、本実施形態に係るショベル１００の油圧システムは、上述の如く、下部走行体１、上部旋回体３、ブーム４、アーム５、及びバケット６のそれぞれを油圧駆動する走行油圧モータ２ＭＬ，２ＭＲ、旋回油圧モータ２Ａ、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等の油圧アクチュエータを含む。
【００２５】
エンジン１１は、油圧システムのメイン動力源であり、例えば、上部旋回体３の後部に搭載される。具体的には、エンジン１１は、コントローラ３０による直接或いは間接的な制御下で、予め設定される目標回転数で一定回転し、メインポンプ１４及びパイロットポンプ１５を駆動する。エンジン１１は、例えば、軽油を燃料とするディーゼルエンジンである。
【００２６】
レギュレータ１３は、メインポンプ１４の吐出量を制御する。例えば、レギュレータ１３は、コントローラ３０からの制御指令に応じて、メインポンプ１４の斜板の角度（傾転角）を調節する。レギュレータ１３は、後述するメインポンプ１４Ｌ，１４Ｒのそれぞれに対応するレギュレータ１３Ｌ，１３Ｒを含む。
【００２７】
メインポンプ１４は、例えば、エンジン１１と同様、上部旋回体３の後部に搭載され、上述の如く、エンジン１１により駆動されることにより、高圧油圧ラインを通じてコントロールバルブ１７に作動油を供給する。メインポンプ１４は、例えば、可変容量式油圧ポンプであり、コントローラ３０の制御下で、上述の如く、レギュレータ１３により斜板の傾転角が調節されることでピストンのストローク長が調整され、吐出流量（吐出圧）が制御される。メインポンプ１４は、メインポンプ１４Ｌ，１４Ｒを含む。
【００２８】
パイロットポンプ１５は、例えば、上部旋回体３の後部に搭載され、パイロットラインを介して操作装置２６にパイロット圧を供給する。パイロットポンプ１５は、例えば、固定容量式油圧ポンプであり、上述の如く、エンジン１１により駆動される。
【００２９】
コントロールバルブ１７は、例えば、上部旋回体３の中央部に搭載され、オペレータの動作要素（油圧アクチュエータ）に関する操作に応じて、油圧駆動系の制御を行う油圧制御装置である。コントロールバルブ１７は、上述の如く、高圧油圧ラインを介してメインポンプ１４と接続され、メインポンプ１４から供給される作動油を、オペレータの動作要素（油圧アクチュエータ）に関する操作状態に応じて、油圧アクチュエータ（走行油圧モータ２ＭＬ，２ＭＲ、旋回油圧モータ２Ａ、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）に選択的に供給する。具体的には、コントロールバルブ１７は、メインポンプ１４から油圧アクチュエータのそれぞれに供給される作動油の流量と流れる方向を制御する制御弁１７１〜１７６を含む。制御弁１７１は、走行油圧モータ２ＭＬに対応する。また、制御弁１７２は、走行油圧モータ２ＭＲに対応する。また、制御弁１７３は、旋回油圧モータ２Ａに対応し、制御弁１７４は、バケットシリンダ９に対応する。また、制御弁１７５は、ブームシリンダ７に対応し、制御弁１７５Ｌ，１７５Ｒを含む。制御弁１７６は、アームシリンダ８に対応し、制御弁１７６Ｌ，１７６Ｒを含む。
【００３０】
操作装置２６は、キャビン１０の操縦席付近に設けられ、オペレータが各種動作要素（下部走行体１、上部旋回体３、ブーム４、アーム５、バケット６等）の操作を行うための操作入力手段である。換言すれば、操作装置２６は、オペレータがそれぞれの動作要素を駆動する油圧アクチュエータ（即ち、走行油圧モータ２ＭＬ，２ＭＲ、旋回油圧モータ２Ａ、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等）の操作を行うための操作入力手段である。
【００３１】
図３、図４Ａ〜図４Ｄに示すように、操作装置２６は、例えば、油圧パイロット式である。操作装置２６は、その二次側のパイロットラインを通じて、直接的に、或いは、その二次側のパイロットラインに設けられる後述のシャトル弁３２を介して、コントロールバルブ１７に接続される。これにより、コントロールバルブ１７には、操作装置２６における下部走行体１、上部旋回体３、ブーム４、アーム５、及びバケット６等の操作状態に応じたパイロット圧が入力されうる。そのため、コントロールバルブ１７は、操作装置２６における操作状態に応じて、それぞれの油圧アクチュエータを駆動することができる。操作装置２６は、アタッチメントＡＴ、即ち、ブーム４（ブームシリンダ７）、アーム５（アームシリンダ８）、バケット６（バケットシリンダ９）、並びに、上部旋回体３を操作するための左操作レバー２６Ｌ及び右操作レバー２６Ｒを含む。また、操作装置２６は、下部走行体１を操作するための走行レバー２６Ｄを含み、走行レバー２６Ｄは、左クローラ１ＣＬを操作するための左走行レバー２６ＤＬと、右クローラ１ＣＲを操作するための右走行レバー２６ＤＲを含む。
【００３２】
左操作レバー２６Ｌは、上部旋回体３の旋回操作とアーム５の操作に用いられる。左操作レバー２６Ｌは、キャビン１０内のオペレータから見た前後方向（つまり、上部旋回体３の前後方向）に操作されると、パイロットポンプ１５から吐出される作動油を利用し、レバー操作量に応じた制御圧（パイロット圧）を二次側のパイロットラインに出力する。また、左操作レバー２６Ｌは、キャビン１０内のオペレータから見た左右方向（つまり、上部旋回体３の左右方向）に操作されると、パイロットポンプ１５から吐出される作動油を利用し、レバー操作量に応じた制御圧（パイロット圧）を二次側のパイロットラインに出力する。
【００３３】
右操作レバー２６Ｒは、ブーム４の操作とバケット６の操作に用いられる。右操作レバー２６Ｒは、キャビン１０内のオペレータから見た前後方向に操作されると、パイロットポンプ１５から吐出される作動油を利用し、レバー操作量に応じた制御圧（パイロット圧）を二次側のパイロットラインに出力する。また、右操作レバー２６Ｒは、左右方向に操作されると、パイロットポンプ１５から吐出される作動油を利用し、レバー操作量に応じた制御圧（パイロット圧）を二次側のパイロットラインに出力する。
【００３４】
左走行レバー２６ＤＬは、上述の如く、左クローラ１ＣＬの操作に用いられ、図示しない左走行ペダルと連動するように構成されていてもよい。左走行レバー２６ＤＬは、キャビン１０内のオペレータから見た前後方向に操作されると、パイロットポンプ１５から吐出される作動油を利用し、レバー操作量に応じた制御圧（パイロット圧）を二次側のパイロットラインに出力する。左走行レバー２６ＤＬの前進方向及び後進方向の操作に対応する二次側のパイロットラインは、それぞれ、制御弁１７１の対応するパイロットポートに直接的に接続される。つまり、走行油圧モータ２ＭＬを駆動する制御弁１７１のスプール位置には、左走行レバー２６ＤＬの操作内容が反映される。
【００３５】
右走行レバー２６ＤＲは、上述の如く、右クローラ１ＣＲの操作に用いられ、図示しない右走行ペダルと連動するように構成されていてもよい。右走行レバー２６ＤＲは、キャビン１０内のオペレータから見た前後方向に操作されると、パイロットポンプ１５から吐出される作動油を利用し、レバー操作量に応じた制御圧（パイロット圧）を二次側のパイロットラインに出力する。右走行レバー２６ＤＲの前進方向及び後進方向の操作に対応する二次側のパイロットラインは、それぞれ、制御弁１７２の対応するパイロットポートに直接的に接続される。つまり、走行油圧モータ２ＭＬを駆動する制御弁１７２のスプール位置には、左走行レバー２６ＤＬの操作内容が反映される。
【００３６】
また、操作装置２６（左操作レバー２６Ｌ、右操作レバー２６Ｒ、左走行レバー２６ＤＬ、及び右走行レバー２６ＤＲ）は、操作内容に対応する電気信号（以下、「操作信号」）を出力する電気式であってもよい。この場合、操作装置２６の出力（操作信号）は、例えば、コントローラ３０に取り込まれ、コントローラ３０は、操作信号に対応する制御指令、即ち、操作装置２６の操作内容に対応する制御指令を所定の油圧制御弁（以下、「操作用制御弁」）に出力してよい。そして、操作用制御弁は、パイロットポンプ１５から供給される作動油を用いて、コントローラ３０からの制御指令に対応するパイロット圧を出力し、コントロールバルブ１７内の対応する制御弁のパイロットポートにそのパイロット圧を作用させてよい。また、この場合、コントロールバルブ１７内の制御弁１７１〜１７６は、電磁ソレノイド式スプール弁であってもよく、操作装置２６の出力（操作信号）は、電磁ソレノイド式スプール弁に直接入力されてもよい。これにより、操作装置２６における操作内容がコントロールバルブ１７の動作に反映され、油圧アクチュエータによって、操作装置２６の操作内容に沿った各種動作要素（被駆動要素）の動作が実現される。
【００３７】
また、ショベル１００が遠隔操作される場合、例えば、コントローラ３０は、上記の操作用制御弁を用いて、ショベル１００の遠隔操作を実現してよい。具体的には、コントローラ３０は、外部装置から受信される遠隔操作信号で指定される遠隔操作の内容に対応する制御指令を操作用制御弁に出力してよい。そして、操作用制御弁は、パイロットポンプ１５から供給される作動油を用いて、コントローラ３０からの制御指令に対応するパイロット圧を出力し、コントロールバルブ１７内の対応する制御弁のパイロットポートにそのパイロット圧を作用させてよい。これにより、遠隔操作の内容がコントロールバルブ１７の動作に反映され、油圧アクチュエータによって、遠隔操作の内容に沿った各種動作要素（被駆動要素）の動作が実現される。
【００３８】
吐出圧センサ２８は、メインポンプ１４の吐出圧を検出する。吐出圧センサ２８により検出された吐出圧に対応する検出信号は、コントローラ３０に取り込まれる。吐出圧センサ２８は、メインポンプ１４Ｌ，１４Ｒのそれぞれの吐出圧を検出する吐出圧センサ２８Ｌ，２８Ｒを含む。
【００３９】
操作圧センサ２９は、操作装置２６の二次側のパイロット圧、即ち、操作装置２６におけるそれぞれの動作要素（即ち、油圧アクチュエータ）の操作状態に対応するパイロット圧を検出する。操作圧センサ２９による操作装置２６における下部走行体１、上部旋回体３、ブーム４、アーム５、及びバケット６等の操作状態に対応するパイロット圧の検出信号は、コントローラ３０に取り込まれる。操作圧センサ２９は、操作圧センサ２９ＬＡ，２９ＬＢ，２９ＲＡ，２９ＲＢ，２９ＤＬ，２９ＤＲを含む。
【００４０】
操作圧センサ２９ＬＡは、オペレータによる左操作レバー２６Ｌに対する前後方向の操作内容（例えば、操作方向及び操作量）を、左操作レバー２６Ｌの二次側のパイロットラインの作動油の圧力（以下、「操作圧」）の形で検出する。
【００４１】
操作圧センサ２９ＬＢは、オペレータによる左操作レバー２６Ｌに対する左右方向の操作内容（例えば、操作方向及び操作量）を、左操作レバー２６Ｌの二次側のパイロットラインの操作圧の形で検出する。
【００４２】
操作圧センサ２９ＲＡは、オペレータによる右操作レバー２６Ｒに対する前後方向の操作内容（例えば、操作方向及び操作量）を、右操作レバー２６Ｒの二次側のパイロットラインの操作圧の形で検出する。
【００４３】
操作圧センサ２９ＲＢは、オペレータによる右操作レバー２６Ｒに対する左右方向の操作内容（例えば、操作方向及び操作量）を、右操作レバー２６Ｒの二次側のパイロットラインの操作圧の形で検出する。
【００４４】
操作圧センサ２９ＤＬは、オペレータによる左走行レバー２６ＤＬに対する前後方向の操作内容（例えば、操作方向及び操作量）を、左走行レバー２６ＤＬの二次側のパイロットラインの操作圧の形で検出する。
【００４５】
操作圧センサ２９ＤＲは、オペレータによる右走行レバー２６ＤＲに対する前後方向の操作内容（例えば、操作方向及び操作量）を、右走行レバー２６ＤＲの二次側のパイロットラインの操作圧の形で検出する。
【００４６】
尚、操作装置２６（左操作レバー２６Ｌ、右操作レバー２６Ｒ、左走行レバー２６ＤＬ、及び右走行レバー２６ＤＲ）の操作内容は、操作圧センサ２９以外のセンサ（例えば、右操作レバー２６Ｒ、左走行レバー２６ＤＬ、及び右走行レバー２６ＤＲに取り付けられるポテンショメータ等）で検出されてもよい。また、操作装置２６が電気式である場合、操作圧センサ２９は、省略される。
【００４７】
コントローラ３０（制御装置の一例）は、例えば、キャビン１０内に設けられ、ショベル１００の駆動制御を行う。コントローラ３０は、その機能が任意のハードウェア、或いは、ハードウェア及びソフトウェアの組み合わせにより実現されてよい。例えば、コントローラ３０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等のメモリ装置（「主記憶装置」とも称する）、ＲＯＭ（Read Only Memory）等の不揮発性の補助記憶装置、及び各種入出力用のインタフェース等を含むマイクロコンピュータを中心に構成される。コントローラ３０は、例えば、不揮発性の補助記憶装置にインストールされる各種プログラムをＣＰＵ上で実行することにより各種機能を実現する。
【００４８】
例えば、コントローラ３０は、周辺監視機能に関する制御を行う。周辺監視機能では、空間認識装置７０で取得される情報に基づき、ショベル１００の周囲の所定範囲（以下、「監視範囲」）内への監視対象の物体の進入が監視される。監視範囲内への監視対象の物体の進入の判断処理は、空間認識装置７０によって行われてもよいし、空間認識装置７０の外部（例えば、コントローラ３０）によって行われてもよい。監視対象の物体には、例えば、人、トラック、他の建設機械、電柱、吊り荷、パイロン、建屋等が含まれてよい。
【００４９】
また、例えば、コントローラ３０は、物体検出報知機能に関する制御を行う。物体検出報知機能では、周辺監視機能によって、監視範囲内に監視対象の物体が存在すると判断される場合に、キャビン１０内のオペレータやショベル１００の周囲に対する監視対象の物体の存在が報知される。コントローラ３０は、例えば、表示装置Ｄ１や音声出力装置Ｄ２を用いて、物体検出報知機能を実現してよい。
【００５０】
また、例えば、コントローラ３０は、動作制限機能に関する制御を行う。動作制限機能では、例えば、周辺監視機能によって、監視対象内に監視対象の物体が存在すると判断される場合に、ショベル１００の動作を制限する。
【００５１】
コントローラ３０は、例えば、アクチュエータが動作する前において、空間認識装置７０の取得情報に基づきショベル１００から所定範囲内（監視範囲内）に人が存在すると判断される場合、オペレータが操作装置２６を操作しても、アクチュエータの動作を動作不能、或いは、微速状態での動作に制限してよい。具体的には、コントローラ３０は、監視範囲内に人が存在すると判断される場合、ゲートロック弁をロック状態にすることでアクチュエータを動作不能にすることができる。電気式の操作装置２６の場合には、コントローラ３０から操作用制御弁への信号を無効にすることで、アクチュエータを動作不能にすることができる。他の方式の操作装置２６でも、コントローラ３０からの制御指令に対応するパイロット圧を出力し、コントロールバルブ１７内の対応する制御弁のパイロットポートにそのパイロット圧を作用させる操作用制御弁が用いられる場合には、同様である。アクチュエータの動作を微速にしたい場合には、コントローラ３０から操作用制御弁への制御信号を相対的に小さいパイロット圧に対応する内容に制限することで、アクチュエータの動作を微速状態にすることができる。このように、検出される監視対象の物体が監視範囲内に存在すると判断されると、操作装置２６が操作されてもアクチュエータは駆動されない、或いは、操作装置２６への操作入力に対応する動作速度よりも小さい動作速度（微速）で駆動される。更に、オペレータが操作装置２６を操作している最中において、監視範囲内に人が存在すると判断される場合には、オペレータの操作に関わらずアクチュエータの動作を停止、或いは、減速させてもよい。具体的には、監視範囲内に人が存在すると判断される場合、ゲートロック弁をロック状態にすることでアクチュエータを停止させてよい。コントローラ３０からの制御指令に対応するパイロット圧を出力し、コントロールバルブ内の対応する制御弁のパイロットポートにそのパイロット圧を作用させる操作用制御弁が用いられる場合には、コントローラ３０から操作用制御弁への信号を無効にする、或いは、操作用制御弁に減速指令を出力することで、アクチュエータを動作不能、或いは、微速状態の動作に制限することができる。また、検出された監視対象の物体がトラックの場合、アクチュエータの停止或いは減速に関する制御は実施されなくてもよい。例えば、検出されたトラックを回避するようにアクチュエータは制御されてよい。このように、検出された物体の種類が認識され、その認識に基づきアクチュエータは制御されてよい。
【００５２】
また、例えば、コントローラ３０は、マシンガイダンス機能やマシンコントロール機能（自動運転機能）に関する制御を行う。詳細は後述する。
【００５３】
尚、コントローラ３０の機能の一部は、他のコントローラ（制御装置）により実現されてもよい。即ち、コントローラ３０の機能は、複数のコントローラにより分散される態様で実現されてもよい。
【００５４】
ここで、図３に示すように、ショベル１００の油圧システムにおいて、油圧アクチュエータを駆動する駆動系の油圧システムの部分は、エンジン１１により駆動されるメインポンプ１４Ｌ，１４Ｒのそれぞれから、センタバイパス油路４０Ｌ，４０Ｒ、パラレル油路４２Ｌ，４２Ｒを経て作動油タンクまで作動油を循環させる。
【００５５】
センタバイパス油路４０Ｌは、メインポンプ１４Ｌを起点として、コントロールバルブ１７内に配置される制御弁１７１，１７３，１７５Ｌ，１７６Ｌを順に通過し、作動油タンクに至る。
【００５６】
センタバイパス油路４０Ｒは、メインポンプ１４Ｒを起点として、コントロールバルブ１７内に配置される制御弁１７２，１７４，１７５Ｒ，１７６Ｒを順に通過し、作動油タンクに至る。
【００５７】
制御弁１７１は、メインポンプ１４Ｌから吐出される作動油を走行油圧モータ２ＭＬへ供給し、且つ、走行油圧モータ２ＭＬが吐出する作動油を作動油タンクに排出させるスプール弁である。
【００５８】
制御弁１７２は、メインポンプ１４Ｒから吐出される作動油を走行油圧モータ２ＭＲへ供給し、且つ、走行油圧モータ２ＭＲが吐出する作動油を作動油タンクへ排出させるスプール弁である。
【００５９】
制御弁１７３は、メインポンプ１４Ｌから吐出される作動油を旋回油圧モータ２Ａへ供給し、且つ、旋回油圧モータ２Ａが吐出する作動油を作動油タンクへ排出させるスプール弁である。
【００６０】
制御弁１７４は、メインポンプ１４Ｒから吐出される作動油をバケットシリンダ９へ供給し、且つ、バケットシリンダ９内の作動油を作動油タンクへ排出させるスプール弁である。
【００６１】
制御弁１７５Ｌ，１７５Ｒは、それぞれ、メインポンプ１４Ｌ，１４Ｒが吐出する作動油をブームシリンダ７へ供給し、且つ、ブームシリンダ７内の作動油を作動油タンクへ排出させるスプール弁である。
【００６２】
制御弁１７６Ｌ，１７６Ｒは、メインポンプ１４Ｌ，１４Ｒが吐出する作動油をアームシリンダ８へ供給し、且つ、アームシリンダ８内の作動油を作動油タンクへ排出させるスプール弁である。
【００６３】
制御弁１７１，１７２，１７３，１７４，１７５Ｌ，１７５Ｒ，１７６Ｌ，１７６Ｒは、それぞれ、パイロットポートに作用するパイロット圧に応じて、油圧アクチュエータに給排される作動油の流量を調整したり、流れる方向を切り換えたりする。
【００６４】
パラレル油路４２Ｌは、センタバイパス油路４０Ｌと並列的に、制御弁１７１，１７３，１７５Ｌ，１７６Ｌにメインポンプ１４Ｌの作動油を供給する。具体的には、パラレル油路４２Ｌは、制御弁１７１の上流側でセンタバイパス油路４０Ｌから分岐し、制御弁１７１，１７３，１７５Ｌ，１７６Ｒのそれぞれに並列してメインポンプ１４Ｌの作動油を供給可能に構成される。これにより、パラレル油路４２Ｌは、制御弁１７１，１７３，１７５Ｌの何れかによってセンタバイパス油路４０Ｌを通る作動油の流れが制限或いは遮断された場合に、より下流の制御弁に作動油を供給できる。
【００６５】
パラレル油路４２Ｒは、センタバイパス油路４０Ｒと並列的に、制御弁１７２，１７４，１７５Ｒ，１７６Ｒにメインポンプ１４Ｒの作動油を供給する。具体的には、パラレル油路４２Ｒは、制御弁１７２の上流側でセンタバイパス油路４０Ｒから分岐し、制御弁１７２，１７４，１７５Ｒ，１７６Ｒのそれぞれに並列してメインポンプ１４Ｒの作動油を供給可能に構成される。パラレル油路４２Ｒは、制御弁１７２，１７４，１７５Ｒの何れかによってセンタバイパス油路４０Ｒを通る作動油の流れが制限或いは遮断された場合に、より下流の制御弁に作動油を供給できる。
【００６６】
レギュレータ１３Ｌ，１３Ｒは、それぞれ、コントローラ３０による制御下で、メインポンプ１４Ｌ、１４Ｒの斜板の傾転角を調節することによって、メインポンプ１４Ｌ，１４Ｒの吐出量を調節する。
【００６７】
吐出圧センサ２８Ｌは、メインポンプ１４Ｌの吐出圧を検出し、検出された吐出圧に対応する検出信号は、コントローラ３０に取り込まれる。吐出圧センサ２８Ｒについても同様である。これにより、コントローラ３０は、メインポンプ１４Ｌ，１４Ｒの吐出圧に応じて、レギュレータ１３Ｌ，１３Ｒを制御することができる。
【００６８】
センタバイパス油路４０Ｌ，４０Ｒにおいて、最も下流にある制御弁１７６Ｌ，１７６Ｒのそれぞれと作動油タンクとの間には、ネガティブコントロール絞り（以下、「ネガコン絞り」）１８Ｌ，１８Ｒが設けられる。これにより、メインポンプ１４Ｌ，１４Ｒにより吐出された作動油の流れは、ネガコン絞り１８Ｌ，１８Ｒで制限される。そして、ネガコン絞り１８Ｌ、１８Ｒは、レギュレータ１３Ｌ，１３Ｒを制御するための制御圧（以下、「ネガコン圧」）を発生させる。
【００６９】
ネガコン圧センサ１９Ｌ，１９Ｒは、ネガコン圧を検出し、検出されたネガコン圧に対応する検出信号は、コントローラ３０に取り込まれる。
【００７０】
コントローラ３０は、吐出圧センサ２８Ｌ，２８Ｒにより検出されるメインポンプ１４Ｌ，１４Ｒの吐出圧に応じて、レギュレータ１３Ｌ，１３Ｒを制御し、メインポンプ１４Ｌ，１４Ｒの吐出量を調節してよい。例えば、コントローラ３０は、メインポンプ１４Ｌの吐出圧の増大に応じて、レギュレータ１３Ｌを制御し、メインポンプ１４Ｌの斜板傾転角を調節することにより、吐出量を減少させてよい。レギュレータ１３Ｒについても同様である。これにより、コントローラ３０は、吐出圧と吐出量との積で表されるメインポンプ１４Ｌ，１４Ｒの吸収馬力がエンジン１１の出力馬力を超えないように、メインポンプ１４Ｌ，１４Ｒの全馬力制御を行うことができる。
【００７１】
また、コントローラ３０は、ネガコン圧センサ１９Ｌ，１９Ｒにより検出されるネガコン圧に応じて、レギュレータ１３Ｌ，１３Ｒを制御することにより、メインポンプ１４Ｌ，１４Ｒの吐出量を調節してよい。例えば、コントローラ３０は、ネガコン圧が大きいほどメインポンプ１４Ｌ，１４Ｒの吐出量を減少させ、ネガコン圧が小さいほどメインポンプ１４Ｌ，１４Ｒの吐出量を増大させる。
【００７２】
具体的には、ショベル１００における油圧アクチュエータが何れも操作されていない待機状態（図３に示す状態）の場合、メインポンプ１４Ｌ，１４Ｒから吐出される作動油は、センタバイパス油路４０Ｌ，４０Ｒを通ってネガコン絞り１８Ｌ、１８Ｒに至る。そして、メインポンプ１４Ｌ，１４Ｒから吐出される作動油の流れは、ネガコン絞り１８Ｌ，１８Ｒの上流で発生するネガコン圧を増大させる。その結果、コントローラ３０は、メインポンプ１４Ｌ，１４Ｒの吐出量を許容最小吐出量まで減少させ、吐出された作動油がセンタバイパス油路４０Ｌ，４０Ｒを通過する際の圧力損失（ポンピングロス）を抑制する。
【００７３】
一方、何れかの油圧アクチュエータが操作された場合、メインポンプ１４Ｌ，１４Ｒから吐出される作動油は、操作対象の油圧アクチュエータに対応する制御弁を介して、操作対象の油圧アクチュエータに流れ込む。そして、メインポンプ１４Ｌ，１４Ｒから吐出される作動油の流れは、ネガコン絞り１８Ｌ，１８Ｒに至る量を減少或いは消失させ、ネガコン絞り１８Ｌ，１８Ｒの上流で発生するネガコン圧を低下させる。その結果、コントローラ３０は、メインポンプ１４Ｌ，１４Ｒの吐出量を増大させ、操作対象の油圧アクチュエータに十分な作動油を循環させ、操作対象の油圧アクチュエータを確実に駆動させることができる。
【００７４】
また、図３、図４Ａ〜図４Ｄに示すように、ショベル１００の油圧システムにおいて、操作系に関する油圧システム部分は、パイロットポンプ１５と、操作装置２６（左操作レバー２６Ｌ、右操作レバー２６Ｒ、左走行レバー２６ＤＬ、及び右走行レバー２６ＤＲ）と、比例弁３１と、シャトル弁３２と、減圧用比例弁３３とを含む。
【００７５】
比例弁３１は、パイロットポンプ１５とシャトル弁３２とを接続するパイロットラインに設けられ、その流路面積（作動油が通流可能な断面積）を変更できるように構成される。比例弁３１は、コントローラ３０から入力される制御指令に応じて動作する。これにより、コントローラ３０は、オペレータにより操作装置２６（具体的には、左操作レバー２６Ｌ、右操作レバー２６Ｒ）が操作されていない場合であっても、パイロットポンプ１５から吐出される作動油を、比例弁３１及びシャトル弁３２を介し、コントロールバルブ１７内の対応する制御弁（具体的には、制御弁１７３〜１７６）のパイロットポートに供給できる。そのため、コントローラ３０は、比例弁３１を制御することにより、ショベル１００の自動運転機能や遠隔操作機能を実現することができる。比例弁３１は、比例弁３１ＡＬ，３１ＡＲ，３１ＢＬ，３１ＢＲ，３１ＣＬ，３１ＣＲ，３１ＤＬ，３１ＤＲを含む。
【００７６】
シャトル弁３２は、２つの入口ポートと１つの出口ポートを有し、２つの入口ポートに入力されたパイロット圧のうちの高い方のパイロット圧を有する作動油を出口ポートに出力させる。シャトル弁３２は、２つの入口ポートのうちの一方が操作装置２６に接続され、他方が比例弁３１に接続される。シャトル弁３２の出口ポートは、パイロットラインを通じて、コントロールバルブ１７内の対応する制御弁のパイロットポートに接続されている。そのため、シャトル弁３２は、操作装置２６が生成するパイロット圧と比例弁３１が生成するパイロット圧のうちの高い方を、対応する制御弁のパイロットポートに作用させることができる。つまり、コントローラ３０は、操作装置２６から出力される二次側のパイロット圧よりも高いパイロット圧を比例弁３１から出力させることにより、オペレータによる操作装置２６の操作に依らず、対応する制御弁を制御し、下部走行体１、上部旋回体３、アタッチメントＡＴの動作を制御することができる。シャトル弁３２は、シャトル弁３２ＡＬ，３２ＡＲ，３２ＢＬ，３２ＢＲ，３２ＣＬ，３２ＣＲ，３２ＤＬ，３２ＤＲを含む。
【００７７】
減圧用比例弁３３は、操作装置２６とシャトル弁３２とを接続するパイロットラインに設けられ、その流路面積を変更できるように構成される。減圧用比例弁３３は、コントローラ３０から入力される制御指令に応じて動作する。これにより、コントローラ３０は、オペレータにより操作装置２６（具体的には、左操作レバー２６Ｌ、右操作レバー２６Ｒ）が操作されている場合に、操作装置２６から出力されるパイロット圧を強制的に減圧させることができる。そのため、コントローラ３０は、操作装置２６が操作されている場合であっても、操作装置２６の操作に対応する油圧アクチュエータの動作を強制的に抑制させたり停止させたりすることができる。また、コントローラ３０は、例えば、操作装置２６が操作されている場合であっても、操作装置２６から出力されるパイロット圧を減圧させ、比例弁３１から出力されるパイロット圧よりも低くすることができる。そのため、コントローラ３０は、比例弁３１及び減圧用比例弁３３を制御することで、例えば、操作装置２６の操作内容とは無関係に、所望のパイロット圧をコントロールバルブ１７内の制御弁のパイロットポートに確実に作用させることができる。よって、コントローラ３０は、例えば、比例弁３１に加えて、減圧用比例弁３３を制御することで、ショベル１００の自動運転機能や遠隔操作機能をより適切に実現することができる。減圧用比例弁３３は、減圧用比例弁３３ＡＬ，３３ＡＲ，３３ＢＬ，３３ＢＲ，３３ＣＬ，３３ＣＲ，３３ＤＬ，３３ＤＲを含む。
【００７８】
図４Ａに示すように、左操作レバー２６Ｌは、オペレータが前後方向に傾倒する態様で、アーム５に対応するアームシリンダ８を操作するために用いられる。つまり、左操作レバー２６Ｌは、前後方向に傾倒される場合、アーム５の動作を操作対象とする。左操作レバー２６Ｌは、パイロットポンプ１５から吐出される作動油を利用して、前後方向への操作内容に応じたパイロット圧を二次側に出力する。
【００７９】
シャトル弁３２ＡＬは、二つの入口ポートが、それぞれ、アーム５の閉じ方向の操作（以下、「アーム閉じ操作」）に対応する左操作レバー２６Ｌの二次側のパイロットラインと、比例弁３１ＡＬの二次側のパイロットラインとに接続され、出口ポートが制御弁１７６Ｌの右側のパイロットポート及び制御弁１７６Ｒの左側のパイロットポートに接続される。
【００８０】
シャトル弁３２ＡＲは、二つの入口ポートが、それぞれ、アーム５の開き方向の操作（以下、「アーム開き操作」）に対応する左操作レバー２６Ｌの二次側のパイロットラインと、比例弁３１ＡＲの二次側のパイロットラインとに接続され、出口ポートが制御弁１７６Ｌの左側のパイロットポート及び制御弁１７６Ｒの右側のパイロットポートに接続される。
【００８１】
つまり、左操作レバー２６Ｌは、シャトル弁３２ＡＬ，３２ＡＲを介して、前後方向への操作内容に応じたパイロット圧を制御弁１７６Ｌ、１７６Ｒのパイロットポートに作用させる。具体的には、左操作レバー２６Ｌは、アーム閉じ操作された場合に、操作量に応じたパイロット圧をシャトル弁３２ＡＬの一方の入口ポートに出力し、シャトル弁３２ＡＬを介して、制御弁１７６Ｌの右側のパイロットポートと制御弁１７６Ｒの左側のパイロットポートに作用させる。また、左操作レバー２６Ｌは、アーム開き操作された場合に、操作量に応じたパイロット圧をシャトル弁３２ＡＲの一方の入口ポートに出力し、シャトル弁３２ＡＲを介して、制御弁１７６Ｌの左側のパイロットポートと制御弁１７６Ｒの右側のパイロットポートに作用させる。
【００８２】
比例弁３１ＡＬは、コントローラ３０から入力される制御電流に応じて動作する。具体的には、比例弁３１ＡＬは、パイロットポンプ１５から吐出される作動油を利用して、コントローラ３０から入力される制御電流に応じたパイロット圧をシャトル弁３２ＡＬの他方のパイロットポートに出力する。これにより、比例弁３１ＡＬは、シャトル弁３２ＡＬを介して、制御弁１７６Ｌの右側のパイロットポート及び制御弁１７６Ｒの左側のパイロットポートに作用するパイロット圧を調整することができる。
【００８３】
比例弁３１ＡＲは、コントローラ３０から入力される制御電流に応じて動作する。具体的には、比例弁３１ＡＲは、パイロットポンプ１５から吐出される作動油を利用して、コントローラ３０から入力される制御電流に応じたパイロット圧をシャトル弁３２ＡＲの他方のパイロットポートに出力する。これにより、比例弁３１ＡＲは、シャトル弁３２ＡＲを介して、制御弁１７６Ｌの左側のパイロットポート及び制御弁１７６Ｒの右側のパイロットポートに作用するパイロット圧を調整することができる。
【００８４】
つまり、比例弁３１ＡＬ、３１ＡＲは、左操作レバー２６Ｌの操作状態に依らず、制御弁１７６Ｌ，１７６Ｒを任意の弁位置で停止できるように、二次側に出力するパイロット圧を調整することができる。
【００８５】
減圧用比例弁３３ＡＬは、コントローラ３０から入力される制御電流に応じて動作する。具体的には、減圧用比例弁３３ＡＬは、コントローラ３０からの制御電流が入力されない場合、左操作レバー２６Ｌのアーム閉じ操作に対応するパイロット圧をそのまま二次側に出力する。一方、減圧用比例弁３３ＡＬは、コントローラ３０からの制御電流が入力される場合、左操作レバー２６Ｌのアーム閉じ操作に対応する二次側のパイロットラインのパイロット圧を制御電流に応じた程度に減圧し、減圧したパイロット圧をシャトル弁３２ＡＬの一方の入口ポートに出力する。これにより、減圧用比例弁３３ＡＬは、左操作レバー２６Ｌでアーム閉じ操作が行われている場合であっても、必要に応じて、アーム閉じ操作に対応するアームシリンダ８の動作を強制的に抑制させたり停止させたりすることができる。また、減圧用比例弁３３ＡＬは、左操作レバー２６Ｌでアーム閉じ操作がされている場合であっても、シャトル弁３２ＡＬの一方の入口ポートに作用するパイロット圧を、比例弁３１ＡＬからシャトル弁３２ＡＲの他方の入口ポートに作用するパイロット圧よりも低くすることができる。そのため、コントローラ３０は、比例弁３１ＡＬ及び減圧用比例弁３３ＡＬを制御し、所望のパイロット圧を確実に制御弁１７６Ｌ，１７６Ｒのアーム閉じ側のパイロットポートに作用させることができる。
【００８６】
減圧用比例弁３３ＡＲは、コントローラ３０から入力される制御電流に応じて動作する。具体的には、減圧用比例弁３３ＡＲは、コントローラ３０からの制御電流が入力されない場合、左操作レバー２６Ｌのアーム開き操作に対応するパイロット圧をそのまま二次側に出力する。一方、減圧用比例弁３３ＡＲは、コントローラ３０からの制御電流が入力される場合、左操作レバー２６Ｌのアーム開き操作に対応する二次側のパイロットラインのパイロット圧を制御電流に応じた程度に減圧し、減圧したパイロット圧をシャトル弁３２ＡＲの一方の入口ポートに出力する。これにより、減圧用比例弁３３ＡＲは、左操作レバー２６Ｌでアーム開き操作が行われている場合であっても、必要に応じて、アーム開き操作に対応するアームシリンダ８の動作を強制的に抑制させたり停止させたりすることができる。また、減圧用比例弁３３ＡＲは、左操作レバー２６Ｌでアーム開き操作がされている場合であっても、シャトル弁３２ＡＲの一方の入口ポートに作用するパイロット圧を、比例弁３１ＡＲからシャトル弁３２ＡＲの他方の入口ポートに作用するパイロット圧よりも低くすることができる。そのため、コントローラ３０は、比例弁３１ＡＲ及び減圧用比例弁３３ＡＲを制御し、所望のパイロット圧を確実に制御弁１７６Ｌ，１７６Ｒのアーム開き側のパイロットポートに作用させることができる。
【００８７】
このように、減圧用比例弁３３ＡＬ，３３ＡＲは、左操作レバー２６Ｌの前後方向への操作状態に対応するアームシリンダ８の動作を強制的に抑制させたり停止させたりすることができる。また、減圧用比例弁３３ＡＬ，３３ＡＲは、シャトル弁３２ＡＬ，３２ＡＲの一方の入口ポートに作用するパイロット圧を低下させ、比例弁３１ＡＬ，３１ＡＲのパイロット圧がシャトル弁３２ＡＬ，３２ＡＲを通じて確実に制御弁１７６Ｌ，１７６Ｒのパイロットポートに作用するように補助することができる。
【００８８】
尚、コントローラ３０は、減圧用比例弁３３ＡＬを制御する代わりに、比例弁３１ＡＲを制御することによって、左操作レバー２６Ｌのアーム閉じ操作に対応するアームシリンダ８の動作を強制的に抑制させたり停止させたりしてもよい。例えば、コントローラ３０は、左操作レバー２６Ｌでアーム閉じ操作が行われる場合に、比例弁３１ＡＲを制御し、比例弁３１ＡＲからシャトル弁３２ＡＲを介して制御弁１７６Ｌ，１７６Ｒのアーム開き側のパイロットポートに所定のパイロット圧を作用させてよい。これにより、左操作レバー２６Ｌからシャトル弁３２ＡＬを介して制御弁１７６Ｌ，１７６Ｒのアーム閉じ側のパイロットポートに作用するパイロット圧に対抗する形で、制御弁１７６Ｌ，１７６Ｒのアーム開き側のパイロットポートにパイロット圧が作用する。そのため、コントローラ３０は、制御弁１７６Ｌ，１７６Ｒを強制的に中立位置に近づけて、左操作レバー２６Ｌのアーム閉じ操作に対応するアームシリンダ８の動作を抑制させたり停止させたりすることができる。同様に、コントローラ３０は、減圧用比例弁３３ＡＲを制御する代わりに、比例弁３１ＡＬを制御することによって、左操作レバー２６Ｌのアーム開き操作に対応するアームシリンダ８の動作を強制的に抑制させたり停止させたりしてもよい。
【００８９】
操作圧センサ２９ＬＡは、オペレータによる左操作レバー２６Ｌに対する前後方向への操作内容を圧力（操作圧）の形で検出し、検出された圧力に対応する検出信号は、コントローラ３０に取り込まれる。これにより、コントローラ３０は、左操作レバー２６Ｌに対する前後方向への操作内容を把握できる。検出対象の左操作レバー２６Ｌに対する前後方向への操作内容には、例えば、操作方向、操作量（操作角度）等が含まれうる。以下、左操作レバー２６Ｌに対する左右方向の操作内容、並びに、右操作レバー２６Ｒに対する前後方向及び左右方向の操作内容についても同様である。
【００９０】
コントローラ３０は、オペレータによる左操作レバー２６Ｌに対するアーム閉じ操作とは無関係に、パイロットポンプ１５から吐出される作動油を、比例弁３１ＡＬ及びシャトル弁３２ＡＬを介して、制御弁１７６Ｌの右側のパイロットポート及び制御弁１７６Ｒの左側のパイロットポートに供給できる。また、コントローラ３０は、オペレータによる左操作レバー２６Ｌに対するアーム開き操作とは無関係に、パイロットポンプ１５から吐出される作動油を、比例弁３１ＡＲ及びシャトル弁３２ＡＲを介して、制御弁１７６Ｌの左側のパイロットポート及び制御弁１７６Ｒの右側のパイロットポートに供給させることができる。即ち、コントローラ３０は、アーム５の開閉動作を自動制御し、ショベル１００の自動運転機能や遠隔操作機能等を実現することができる。
【００９１】
また、例えば、図４Ｂに示すように、右操作レバー２６Ｒは、オペレータが前後方向に傾倒する態様で、ブーム４に対応するブームシリンダ７を操作するために用いられる。つまり、右操作レバー２６Ｒは、前後方向に傾倒される場合、ブーム４の動作を操作対象とする。右操作レバー２６Ｒは、パイロットポンプ１５から吐出される作動油を利用して、前後方向への操作内容に応じたパイロット圧を二次側に出力する。
【００９２】
シャトル弁３２ＢＬは、二つの入口ポートが、それぞれ、ブーム４の上げ方向の操作（以下、「ブーム上げ操作」）に対応する右操作レバー２６Ｒの二次側のパイロットラインと、比例弁３１ＢＬの二次側のパイロットラインとに接続され、出口ポートが、制御弁１７５Ｌの右側のパイロットポート及び制御弁１７５Ｒの左側のパイロットポートに接続される。
【００９３】
シャトル弁３２ＢＲは、二つの入口ポートが、それぞれ、ブーム４の下げ方向の操作（以下、「ブーム下げ操作」）に対応する右操作レバー２６Ｒの二次側のパイロットラインと、比例弁３１ＢＲの二次側のパイロットラインとに接続され、出口ポートが、制御弁１７５Ｒの右側のパイロットポートに接続される。
【００９４】
つまり、右操作レバー２６Ｒは、シャトル弁３２ＢＬ，３２ＢＲを介して、前後方向への操作内容に応じたパイロット圧を制御弁１７５Ｌ，１７５Ｒのパイロットポートに作用させる。具体的には、右操作レバー２６Ｒは、ブーム上げ操作された場合に、操作量に応じたパイロット圧をシャトル弁３２ＢＬの一方の入口ポートに出力し、シャトル弁３２ＢＬを介して、制御弁１７５Ｌの右側のパイロットポートと制御弁１７５Ｒの左側のパイロットポートに作用させる。また、右操作レバー２６Ｒは、ブーム下げ操作された場合に、操作量に応じたパイロット圧をシャトル弁３２ＢＲの一方の入口ポートに出力し、シャトル弁３２ＢＲを介して、制御弁１７５Ｒの右側のパイロットポートに作用させる。
【００９５】
比例弁３１ＢＬは、コントローラ３０から入力される制御電流に応じて動作する。具体的には、比例弁３１ＢＬは、パイロットポンプ１５から吐出される作動油を利用して、コントローラ３０から入力される制御電流に応じたパイロット圧をシャトル弁３２ＢＬの他方の入口ポートに出力する。これにより、比例弁３１ＢＬは、シャトル弁３２ＢＬを介して、制御弁１７５Ｌの右側のパイロットポート及び制御弁１７５Ｒの左側のパイロットポートに作用するパイロット圧を調整することができる。
【００９６】
比例弁３１ＢＲは、コントローラ３０から入力される制御電流に応じて動作する。具体的には、比例弁３１ＢＲは、パイロットポンプ１５から吐出される作動油を利用して、コントローラ３０から入力される制御電流に応じたパイロット圧をシャトル弁３２ＢＲの他方の入口ポートに出力する。これにより、比例弁３１ＢＲは、シャトル弁３２ＢＲを介して、制御弁１７５Ｒの右側のパイロットポートに作用するパイロット圧を調整することができる。
【００９７】
つまり、比例弁３１ＢＬ，３１ＢＲは、右操作レバー２６Ｒの操作状態に依らず、制御弁１７５Ｌ、１７５Ｒを任意の弁位置で停止できるように、二次側に出力するパイロット圧を調整することができる。
【００９８】
減圧用比例弁３３ＢＬは、コントローラ３０から入力される制御電流に応じて動作する。具体的には、減圧用比例弁３３ＢＬは、コントローラ３０からの制御電流が入力されない場合、右操作レバー２６Ｒのブーム上げ操作に対応するパイロット圧をそのまま二次側に出力する。一方、減圧用比例弁３３ＢＬは、コントローラ３０からの制御電流が入力される場合、右操作レバー２６Ｒのブーム上げ操作に対応する二次側のパイロットラインのパイロット圧を制御電流に応じた程度に減圧し、減圧したパイロット圧をシャトル弁３２ＢＬの一方の入口ポートに出力する。これにより、減圧用比例弁３３ＢＬは、右操作レバー２６Ｒでブーム上げ操作が行われている場合であっても、必要に応じて、ブーム上げ操作に対応するブームシリンダ７の動作を強制的に抑制させたり停止させたりすることができる。また、減圧用比例弁３３ＢＬは、右操作レバー２６Ｒでブーム上げ操作がされている場合であっても、シャトル弁３２ＢＬの一方の入口ポートに作用するパイロット圧を、比例弁３１ＢＬからシャトル弁３２ＢＲの他方の入口ポートに作用するパイロット圧よりも低くすることができる。そのため、コントローラ３０は、比例弁３１ＢＬ及び減圧用比例弁３３ＢＬを制御し、所望のパイロット圧を確実に制御弁１７５Ｌ，１７５Ｒのブーム上げ側のパイロットポートに作用させることができる。
【００９９】
減圧用比例弁３３ＢＲは、コントローラ３０から入力される制御電流に応じて動作する。具体的には、減圧用比例弁３３ＢＲは、コントローラ３０からの制御電流が入力されない場合、右操作レバー２６Ｒのブーム下げ操作に対応するパイロット圧をそのまま二次側に出力する。一方、減圧用比例弁３３ＢＲは、コントローラ３０からの制御電流が入力される場合、右操作レバー２６Ｒのブーム下げ操作に対応する二次側のパイロットラインのパイロット圧を制御電流に応じた程度に減圧し、減圧したパイロット圧をシャトル弁３２ＢＲの一方の入口ポートに出力する。これにより、減圧用比例弁３３ＢＲは、右操作レバー２６Ｒでブーム下げ操作が行われている場合であっても、必要に応じて、ブーム下げ操作に対応するブームシリンダ７の動作を強制的に抑制させたり停止させたりすることができる。また、減圧用比例弁３３ＢＲは、右操作レバー２６Ｒでブーム下げ操作がされている場合であっても、シャトル弁３２ＢＲの一方の入口ポートに作用するパイロット圧を、比例弁３１ＢＲからシャトル弁３２ＢＲの他方の入口ポートに作用するパイロット圧よりも低くすることができる。そのため、コントローラ３０は、比例弁３１ＢＲ及び減圧用比例弁３３ＢＲを制御し、所望のパイロット圧を確実に制御弁１７５Ｌ，１７５Ｒのブーム下げ側のパイロットポートに作用させることができる。
【０１００】
このように、減圧用比例弁３３ＢＬ，３３ＢＲは、右操作レバー２６Ｒの前後方向への操作状態に対応するブームシリンダ７の動作を強制的に抑制させたり停止させたりすることができる。また、減圧用比例弁３３ＢＬ，３３ＢＲは、シャトル弁３２ＢＬ，３２ＢＲの一方の入口ポートに作用するパイロット圧を低下させ、比例弁３１ＢＬ，３１ＢＲのパイロット圧がシャトル弁３２ＢＬ，３２ＢＲを通じて確実に制御弁１７５Ｌ，１７５Ｒのパイロットポートに作用するように補助することができる。
【０１０１】
尚、コントローラ３０は、減圧用比例弁３３ＢＬを制御する代わりに、比例弁３１ＢＲを制御することによって、右操作レバー２６Ｒのブーム上げ操作に対応するブームシリンダ７の動作を強制的に抑制させたり停止させたりしてもよい。例えば、コントローラ３０は、右操作レバー２６Ｒでブーム上げ操作が行われる場合に、比例弁３１ＢＲを制御し、比例弁３１ＢＲからシャトル弁３２ＢＲを介して制御弁１７５Ｌ，１７５Ｒのブーム下げ側のパイロットポートに所定のパイロット圧を作用させてよい。これにより、右操作レバー２６Ｒからシャトル弁３２ＢＬを介して制御弁１７５Ｌ，１７５Ｒのブーム上げ側のパイロットポートに作用するパイロット圧に対抗する形で、制御弁１７５Ｌ，１７５Ｒのブーム下げ側のパイロットポートにパイロット圧が作用する。そのため、コントローラ３０は、制御弁１７５Ｌ，１７５Ｒを強制的に中立位置に近づけて、右操作レバー２６Ｒのブーム上げ操作に対応するブームシリンダ７の動作を抑制させたり停止させたりすることができる。同様に、コントローラ３０は、減圧用比例弁３３ＢＲを制御する代わりに、比例弁３１ＢＬを制御することによって、右操作レバー２６Ｒのブーム下げ操作に対応するブームシリンダ７の動作を強制的に抑制させたり停止させたりしてもよい。
【０１０２】
操作圧センサ２９ＲＡは、オペレータによる右操作レバー２６Ｒに対する前後方向への操作内容を圧力（操作圧）の形で検出し、検出された圧力に対応する検出信号は、コントローラ３０に取り込まれる。これにより、コントローラ３０は、右操作レバー２６Ｒに対する前後方向への操作内容を把握できる。
【０１０３】
コントローラ３０は、オペレータによる右操作レバー２６Ｒに対するブーム上げ操作とは無関係に、パイロットポンプ１５から吐出される作動油を、比例弁３１ＢＬ及びシャトル弁３２ＢＬを介して、制御弁１７５Ｌの右側のパイロットポート及び制御弁１７５Ｒの左側のパイロットポートに供給させることができる。また、コントローラ３０は、オペレータによる右操作レバー２６Ｒに対するブーム下げ操作とは無関係に、パイロットポンプ１５から吐出される作動油を、比例弁３１ＢＲ及びシャトル弁３２ＢＲを介して、制御弁１７５Ｒの右側のパイロットポートに供給できる。即ち、コントローラ３０は、ブーム４の上げ下げの動作を自動制御し、ショベル１００の自動運転機能や遠隔操作機能等を実現することができる。
【０１０４】
図４Ｃに示すように、右操作レバー２６Ｒは、オペレータが左右方向に傾倒する態様で、バケット６に対応するバケットシリンダ９を操作するために用いられる。つまり、右操作レバー２６Ｒは、左右方向に傾倒される場合、バケット６の動作を操作対象とする。右操作レバー２６Ｒは、パイロットポンプ１５から吐出される作動油を利用して、左右方向への操作内容に応じたパイロット圧を二次側に出力する。
【０１０５】
シャトル弁３２ＣＬは、二つの入口ポートが、それぞれ、バケット６の閉じ方向の操作（以下、「バケット閉じ操作」）に対応する右操作レバー２６Ｒの二次側のパイロットラインと、比例弁３１ＣＬの二次側のパイロットラインとに接続され、出口ポートが、制御弁１７４の左側のパイロットポートに接続される。
【０１０６】
シャトル弁３２ＣＲは、二つの入口ポートが、それぞれ、バケット６の開き方向の操作（以下、「バケット開き操作」）に対応する右操作レバー２６Ｒの二次側のパイロットラインと、比例弁３１ＣＲの二次側のパイロットラインとに接続され、出口ポートが、制御弁１７４の右側のパイロットポートに接続される。
【０１０７】
つまり、右操作レバー２６Ｒは、シャトル弁３２ＣＬ，３２ＣＲを介して、左右方向への操作内容に応じたパイロット圧を制御弁１７４のパイロットポートに作用させる。具体的には、右操作レバー２６Ｒは、バケット閉じ操作された場合に、操作量に応じたパイロット圧をシャトル弁３２ＣＬの一方の入口ポートに出力し、シャトル弁３２ＣＬを介して、制御弁１７４の左側のパイロットポートに作用させる。また、右操作レバー２６Ｒは、バケット開き操作された場合に、操作量に応じたパイロット圧をシャトル弁３２ＣＲの一方の入口ポートに出力し、シャトル弁３２ＣＲを介して、制御弁１７４の右側のパイロットポートに作用させる。
【０１０８】
比例弁３１ＣＬは、コントローラ３０から入力される制御電流に応じて動作する。具体的には、比例弁３１ＣＬは、パイロットポンプ１５から吐出される作動油を利用して、コントローラ３０から入力される制御電流に応じたパイロット圧をシャトル弁３２ＣＬの他方のパイロットポートに出力する。これにより、比例弁３１ＣＬは、シャトル弁３２ＣＬを介して、制御弁１７４の左側のパイロットポートに作用するパイロット圧を調整することができる。
【０１０９】
比例弁３１ＣＲは、コントローラ３０が出力する制御電流に応じて動作する。具体的には、比例弁３１ＣＲは、パイロットポンプ１５から吐出される作動油を利用して、コントローラ３０から入力される制御電流に応じたパイロット圧をシャトル弁３２ＣＲの他方のパイロットポートに出力する。これにより、比例弁３１ＣＲは、シャトル弁３２ＣＲを介して、制御弁１７４の右側のパイロットポートに作用するパイロット圧を調整することができる。
【０１１０】
つまり、比例弁３１ＣＬ，３１ＣＲは、右操作レバー２６Ｒの操作状態に依らず、制御弁１７４を任意の弁位置で停止できるように、二次側に出力するパイロット圧を調整することができる。
【０１１１】
減圧用比例弁３３ＣＬは、コントローラ３０から入力される制御電流に応じて動作する。具体的には、減圧用比例弁３３ＣＬは、コントローラ３０からの制御電流が入力されない場合、右操作レバー２６Ｒのバケット閉じ操作に対応するパイロット圧をそのまま二次側に出力する。一方、減圧用比例弁３３ＣＬは、コントローラ３０からの制御電流が入力される場合、右操作レバー２６Ｒのバケット閉じ操作に対応する二次側のパイロットラインのパイロット圧を制御電流に応じた程度に減圧し、減圧したパイロット圧をシャトル弁３２ＣＬの一方の入口ポートに出力する。これにより、減圧用比例弁３３ＣＬは、右操作レバー２６Ｒでバケット閉じ操作が行われている場合であっても、必要に応じて、バケット閉じ操作に対応するバケットシリンダ９の動作を強制的に抑制させたり停止させたりすることができる。また、減圧用比例弁３３ＣＬは、右操作レバー２６Ｒでバケット閉じ操作がされている場合であっても、シャトル弁３２ＣＬの一方の入口ポートに作用するパイロット圧を、比例弁３１ＣＬからシャトル弁３２ＣＲの他方の入口ポートに作用するパイロット圧よりも低くすることができる。そのため、コントローラ３０は、比例弁３１ＣＬ及び減圧用比例弁３３ＣＬを制御し、所望のパイロット圧を確実に制御弁１７４のバケット閉じ側のパイロットポートに作用させることができる。
【０１１２】
減圧用比例弁３３ＣＲは、コントローラ３０から入力される制御電流に応じて動作する。具体的には、減圧用比例弁３３ＣＲは、コントローラ３０からの制御電流が入力されない場合、右操作レバー２６Ｒのバケット開き操作に対応するパイロット圧をそのまま二次側に出力する。一方、減圧用比例弁３３ＣＲは、コントローラ３０からの制御電流が入力される場合、右操作レバー２６Ｒのバケット開き操作に対応する二次側のパイロットラインのパイロット圧を制御電流に応じた程度に減圧し、減圧したパイロット圧をシャトル弁３２ＣＲの一方の入口ポートに出力する。これにより、減圧用比例弁３３ＣＲは、右操作レバー２６Ｒでバケット開き操作が行われている場合であっても、必要に応じて、バケット開き操作に対応するバケットシリンダ９の動作を強制的に抑制させたり停止させたりすることができる。また、減圧用比例弁３３ＣＲは、右操作レバー２６Ｒでバケット開き操作がされている場合であっても、シャトル弁３２ＣＲの一方の入口ポートに作用するパイロット圧を、比例弁３１ＣＲからシャトル弁３２ＣＲの他方の入口ポートに作用するパイロット圧よりも低くすることができる。そのため、コントローラ３０は、比例弁３１ＣＲ及び減圧用比例弁３３ＣＲを制御し、所望のパイロット圧を確実に制御弁１７４のバケット開き側のパイロットポートに作用させることができる。
【０１１３】
このように、減圧用比例弁３３ＣＬ，３３ＣＲは、右操作レバー２６Ｒの左右方向への操作状態に対応するバケットシリンダ９の動作を強制的に抑制させたり停止させたりすることができる。また、減圧用比例弁３３ＣＬ，３３ＣＲは、シャトル弁３２ＣＬ，３２ＣＲの一方の入口ポートに作用するパイロット圧を低下させ、比例弁３１ＣＬ，３１ＣＲのパイロット圧がシャトル弁３２ＣＬ，３２ＣＲを通じて確実に制御弁１７４のパイロットポートに作用するように補助することができる。
【０１１４】
尚、コントローラ３０は、減圧用比例弁３３ＣＬを制御する代わりに、比例弁３１ＣＲを制御することによって、右操作レバー２６Ｒのバケット閉じ操作に対応するバケットシリンダ９の動作を強制的に抑制させたり停止させたりしてもよい。例えば、コントローラ３０は、右操作レバー２６Ｒでバケット閉じ操作が行われる場合に、比例弁３１ＣＲを制御し、比例弁３１ＣＲからシャトル弁３２ＣＲを介して制御弁１７４のバケット開き側のパイロットポートに所定のパイロット圧を作用させてよい。これにより、右操作レバー２６Ｒからシャトル弁３２ＣＬを介して制御弁１７４のバケット閉じ側のパイロットポートに作用するパイロット圧に対抗する形で、制御弁１７４のバケット開き側のパイロットポートにパイロット圧が作用する。そのため、コントローラ３０は、制御弁１７４を強制的に中立位置に近づけて、右操作レバー２６Ｒのバケット閉じ操作に対応するバケットシリンダ９の動作を抑制させたり停止させたりすることができる。同様に、コントローラ３０は、減圧用比例弁３３ＣＲを制御する代わりに、比例弁３１ＣＬを制御することによって、右操作レバー２６Ｒのバケット開き操作に対応するバケットシリンダ９の動作を強制的に抑制させたり停止させたりしてもよい。
【０１１５】
操作圧センサ２９ＲＢは、オペレータによる右操作レバー２６Ｒに対する左右方向への操作内容を圧力（操作圧）の形で検出し、検出された圧力に対応する検出信号は、コントローラ３０に取り込まれる。これにより、コントローラ３０は、右操作レバー２６Ｒの左右方向への操作内容を把握できる。
【０１１６】
コントローラ３０は、オペレータによる右操作レバー２６Ｒに対するバケット閉じ操作とは無関係に、パイロットポンプ１５から吐出される作動油を、比例弁３１ＣＬ及びシャトル弁３２ＣＬを介して、制御弁１７４の左側のパイロットポートに供給させることができる。また、コントローラ３０は、オペレータによる右操作レバー２６Ｒに対するバケット開き操作とは無関係に、パイロットポンプ１５から吐出される作動油を、比例弁３１ＣＲ及びシャトル弁３２ＣＲを介して、制御弁１７４の右側のパイロットポートに供給させることができる。即ち、コントローラ３０は、バケット６の開閉動作を自動制御し、ショベル１００の自動運転機能や遠隔操作機能等を実現することができる。
【０１１７】
また、例えば、図４Ｄに示すように、左操作レバー２６Ｌは、オペレータが左右方向に傾倒する態様で、上部旋回体３（旋回機構２）に対応する旋回油圧モータ２Ａを操作するために用いられる。つまり、左操作レバー２６Ｌは、左右方向に傾倒される場合、上部旋回体３の旋回動作を操作対象とする。左操作レバー２６Ｌは、パイロットポンプ１５から吐出される作動油を利用して、左右方向への操作内容に応じたパイロット圧を二次側に出力する。
【０１１８】
シャトル弁３２ＤＬは、二つの入口ポートが、それぞれ、上部旋回体３の左方向の旋回操作（以下、「左旋回操作」）に対応する左操作レバー２６Ｌの二次側のパイロットラインと、比例弁３１ＤＬの二次側のパイロットラインとに接続され、出口ポートが、制御弁１７３の左側のパイロットポートに接続される。
【０１１９】
シャトル弁３２ＤＲは、二つの入口ポートが、それぞれ、上部旋回体３の右方向の旋回操作（以下、「右旋回操作」）に対応する左操作レバー２６Ｌの二次側のパイロットラインと、比例弁３１ＤＲの二次側のパイロットラインとに接続され、出口ポートが、制御弁１７３の右側のパイロットポートに接続される。
【０１２０】
つまり、左操作レバー２６Ｌは、シャトル弁３２ＤＬ，３２ＤＲを介して、左右方向への操作内容に応じたパイロット圧を制御弁１７３のパイロットポートに作用させる。具体的には、左操作レバー２６Ｌは、左旋回操作された場合に、操作量に応じたパイロット圧をシャトル弁３２ＤＬの一方の入口ポートに出力し、シャトル弁３２ＤＬを介して、制御弁１７３の左側のパイロットポートに作用させる。また、左操作レバー２６Ｌは、右旋回操作された場合に、操作量に応じたパイロット圧をシャトル弁３２ＤＲの一方の入口ポートに出力し、シャトル弁３２ＤＲを介して、制御弁１７３の右側のパイロットポートに作用させる。
【０１２１】
比例弁３１ＤＬは、コントローラ３０から入力される制御電流に応じて動作する。具体的には、比例弁３１ＤＬは、パイロットポンプ１５から吐出される作動油を利用して、コントローラ３０から入力される制御電流に応じたパイロット圧をシャトル弁３２ＤＬの他方のパイロットポートに出力する。これにより、比例弁３１ＤＬは、シャトル弁３２ＤＬを介して、制御弁１７３の左側のパイロットポートに作用するパイロット圧を調整することができる。
【０１２２】
比例弁３１ＤＲは、コントローラ３０が出力する制御電流に応じて動作する。具体的には、比例弁３１ＤＲは、パイロットポンプ１５から吐出される作動油を利用して、コントローラ３０から入力される制御電流に応じたパイロット圧をシャトル弁３２ＤＲの他方のパイロットポートに出力する。これにより、比例弁３１ＤＲは、シャトル弁３２ＤＲを介して、制御弁１７３の右側のパイロットポートに作用するパイロット圧を調整することができる。
【０１２３】
つまり、比例弁３１ＤＬ，３１ＤＲは、左操作レバー２６Ｌの操作状態に依らず、制御弁１７３を任意の弁位置で停止できるように、二次側に出力するパイロット圧を調整することができる。
【０１２４】
減圧用比例弁３３ＤＬは、コントローラ３０から入力される制御電流に応じて動作する。具体的には、減圧用比例弁３３ＤＬは、コントローラ３０からの制御電流が入力されない場合、左操作レバー２６Ｌの左旋回操作に対応するパイロット圧をそのまま二次側に出力する。一方、減圧用比例弁３３ＤＬは、コントローラ３０からの制御電流が入力される場合、左操作レバー２６Ｌの左旋回操作に対応する二次側のパイロットラインのパイロット圧を制御電流に応じた程度に減圧し、減圧したパイロット圧をシャトル弁３２ＤＬの一方の入口ポートに出力する。これにより、減圧用比例弁３３ＤＬは、左操作レバー２６Ｌで左旋回操作が行われている場合であっても、必要に応じて、左旋回操作に対応する旋回油圧モータ２Ａの動作を強制的に抑制させたり停止させたりすることができる。また、減圧用比例弁３３ＤＬは、左操作レバー２６Ｌで左旋回操作がされている場合であっても、シャトル弁３２ＤＬの一方の入口ポートに作用するパイロット圧を、比例弁３１ＤＬからシャトル弁３２ＤＲの他方の入口ポートに作用するパイロット圧よりも低くすることができる。そのため、コントローラ３０は、比例弁３１ＤＬ及び減圧用比例弁３３ＤＬを制御し、所望のパイロット圧を確実に制御弁１７３の左旋回側のパイロットポートに作用させることができる。
【０１２５】
減圧用比例弁３３ＤＲは、コントローラ３０から入力される制御電流に応じて動作する。具体的には、減圧用比例弁３３ＤＲは、コントローラ３０からの制御電流が入力されない場合、左操作レバー２６Ｌの右旋回操作に対応するパイロット圧をそのまま二次側に出力する。一方、減圧用比例弁３３ＤＲは、コントローラ３０からの制御電流が入力される場合、左操作レバー２６Ｌの右旋回操作に対応する二次側のパイロットラインのパイロット圧を制御電流に応じた程度に減圧し、減圧したパイロット圧をシャトル弁３２ＤＲの一方の入口ポートに出力する。これにより、減圧用比例弁３３ＤＲは、左操作レバー２６Ｌで右旋回操作が行われている場合であっても、必要に応じて、右旋回操作に対応する旋回油圧モータ２Ａの動作を強制的に抑制させたり停止させたりすることができる。また、減圧用比例弁３３ＤＲは、左操作レバー２６Ｌで右旋回操作がされている場合であっても、シャトル弁３２ＤＲの一方の入口ポートに作用するパイロット圧を、比例弁３１ＤＲからシャトル弁３２ＤＲの他方の入口ポートに作用するパイロット圧よりも低くすることができる。そのため、コントローラ３０は、比例弁３１ＤＲ及び減圧用比例弁３３ＤＲを制御し、所望のパイロット圧を確実に制御弁１７３の右旋回側のパイロットポートに作用させることができる。
【０１２６】
このように、減圧用比例弁３３ＤＬ，３３ＤＲは、左操作レバー２６Ｌの左右方向への操作状態に対応する旋回油圧モータ２Ａの動作を強制的に抑制させたり停止させたりすることができる。また、減圧用比例弁３３ＤＬ，３３ＤＲは、シャトル弁３２ＤＬ，３２ＤＲの一方の入口ポートに作用するパイロット圧を低下させ、比例弁３１ＤＬ，３１ＤＲのパイロット圧がシャトル弁３２ＤＬ，３２ＤＲを通じて確実に制御弁１７３のパイロットポートに作用するように補助することができる。
【０１２７】
尚、コントローラ３０は、減圧用比例弁３３ＤＬを制御する代わりに、比例弁３１ＤＲを制御することによって、左操作レバー２６Ｌの左旋回操作に対応する旋回油圧モータ２Ａの動作を強制的に抑制させたり停止させたりしてもよい。例えば、コントローラ３０は、左操作レバー２６Ｌで左旋回操作が行われる場合に、比例弁３１ＤＲを制御し、比例弁３１ＤＲからシャトル弁３２ＤＲを介して制御弁１７３の右旋回側のパイロットポートに所定のパイロット圧を作用させてよい。これにより、左操作レバー２６Ｌからシャトル弁３２ＤＬを介して制御弁１７３の左旋回側のパイロットポートに作用するパイロット圧に対抗する形で、制御弁１７３の右旋回側のパイロットポートにパイロット圧が作用する。そのため、コントローラ３０は、制御弁１７３を強制的に中立位置に近づけて、左操作レバー２６Ｌの左旋回操作に対応する旋回油圧モータ２Ａの動作を抑制させたり停止させたりすることができる。同様に、コントローラ３０は、減圧用比例弁３３ＤＲを制御する代わりに、比例弁３１ＤＬを制御することによって、左操作レバー２６Ｌの右旋回操作に対応する旋回油圧モータ２Ａの動作を強制的に抑制させたり停止させたりしてもよい。
【０１２８】
操作圧センサ２９ＬＢは、オペレータによる左操作レバー２６Ｌに対する操作状態を圧力として検出し、検出された圧力に対応する検出信号は、コントローラ３０に取り込まれる。これにより、コントローラ３０は、左操作レバー２６Ｌに対する左右方向への操作内容を把握できる。
【０１２９】
コントローラ３０は、オペレータによる左操作レバー２６Ｌに対する左旋回操作とは無関係に、パイロットポンプ１５から吐出される作動油を、比例弁３１ＤＬ及びシャトル弁３２ＤＬを介して、制御弁１７３の左側のパイロットポートに供給させることができる。また、コントローラ３０は、オペレータによる左操作レバー２６Ｌに対する右旋回操作とは無関係に、パイロットポンプ１５から吐出される作動油を、比例弁３１ＤＲ及びシャトル弁３２ＤＲを介して、制御弁１７３の右側のパイロットポートに供給させることができる。即ち、コントローラ３０は、上部旋回体３の左右方向への旋回動作を自動制御し、ショベル１００の自動運転機能や遠隔操作機能等を実現することができる。
【０１３０】
尚、下部走行体１についても、ブーム４、アーム５、バケット６、及び上部旋回体３と同様に、コントローラ３０による自動制御が可能な構成が採用されてもよい。この場合、例えば、左走行レバー２６ＤＬ及び右走行レバー２６ＤＲのそれぞれと、制御弁１７１，１７２との間の二次側のパイロットラインには、シャトル弁３２が設置されると共に、当該シャトル弁３２に接続され、コントローラ３０による制御が可能な比例弁３１が設置されるとよい。これにより、コントローラ３０は、当該比例弁３１に制御電流を出力することで、下部走行体１の走行動作を自動制御し、ショベル１００の自動運転機能や遠隔操作機能等を実現することができる。
【０１３１】
続いて、本実施形態に係るショベル１００の制御システムは、コントローラ３０と、空間認識装置７０と、向き検出装置７１と、情報入力装置７２と、測位装置７３と、表示装置Ｄ１と、音声出力装置Ｄ２と、ブーム角度センサＳ１と、アーム角度センサＳ２と、バケット角度センサＳ３と、機体傾斜センサＳ４と、旋回状態センサＳ５とを含む。
【０１３２】
空間認識装置７０は、ショベル１００の周囲の三次元空間に存在する物体を認識し、空間認識装置７０或いはショベル１００から認識された物体までの距離等の位置関係を測定（演算）するように構成される。空間認識装置７０は、例えば、超音波センサ、ミリ波レーダ、単眼カメラ、ステレオカメラ、ＬＩＤＡＲ（Light Detecting and Ranging）、距離画像センサ、赤外線センサ等を含みうる。本実施形態では、空間認識装置７０は、キャビン１０の上面前端に取り付けられた前方認識センサ７０Ｆ、上部旋回体３の上面後端に取り付けられた後方認識センサ７０Ｂ、上部旋回体３の上面左端に取り付けられた左方認識センサ７０Ｌ、及び、上部旋回体３の上面右端に取り付けられた右方認識センサ７０Ｒを含む。また、上部旋回体３の上方の空間に存在する物体を認識する上方認識センサがショベル１００に取り付けられていてもよい。
【０１３３】
向き検出装置７１は、上部旋回体３の向きと下部走行体１の向きとの相対的な関係に関する情報（例えば、下部走行体１に対する上部旋回体３の旋回角度）を検出する。
【０１３４】
向き検出装置７１は、例えば、下部走行体１に取り付けられた地磁気センサと上部旋回体３に取り付けられた地磁気センサの組み合わせを含んでよい。また、向き検出装置７１は、下部走行体１に取り付けられたＧＮＳＳ受信機と上部旋回体３に取り付けられたＧＮＳＳ受信機の組み合わせを含んでもよい。また、向き検出装置７１は、上部旋回体３の下部走行体１に対する相対的な旋回角度を検出可能なロータリエンコーダ、ロータリポジションセンサ等、つまり、上述の旋回状態センサＳ５を含んでもよく、例えば、下部走行体１と上部旋回体３との間の相対回転を実現する旋回機構２に関連して設けられるセンタージョイントに取り付けられていてもよい。また、向き検出装置７１は、上部旋回体３に取り付けられたカメラを含んでもよい。この場合、向き検出装置７１は、上部旋回体３に取り付けられているカメラが撮像した画像（入力画像）に既知の画像処理を施すことにより、入力画像に含まれる下部走行体１の画像を検出する。そして、向き検出装置７１は、既知の画像認識技術を用いて、下部走行体１の画像を検出することで、下部走行体１の長手方向を特定し、上部旋回体３の前後軸の方向と下部走行体１の長手方向との間に形成される角度を導出してよい。このとき、上部旋回体３の前後軸の方向は、カメラの取り付け位置から導出されうる。特に、クローラ１Ｃは上部旋回体３から突出しているため、向き検出装置７１は、クローラ１Ｃの画像を検出することにより、下部走行体１の長手方向を特定することができる。
【０１３５】
尚、上部旋回体３が旋回油圧モータ２Ａに代えて、電動機で旋回駆動される構成の場合、向き検出装置７１は、レゾルバであってよい。
【０１３６】
情報入力装置７２は、キャビン１０内の着座したオペレータから手が届く範囲に設けられ、オペレータによる各種操作入力を受け付け、操作入力に応じた信号をコントローラ３０に出力する。例えば、情報入力装置７２は、各種情報画像を表示する表示装置のディスプレイに実装されるタッチパネルを含みうる。また、例えば、情報入力装置７２は、表示装置Ｄ１の周囲に設置されるボタンスイッチ、レバー、トグル等を含みうる。また、情報入力装置７２は、操作装置２６に設けられるノブスイッチ（例えば、左操作レバー２６Ｌに設けられるスイッチＮＳ等）を含みうる。情報入力装置７２に対する操作内容に対応する信号は、コントローラ３０に取り込まれる。
【０１３７】
スイッチＮＳは、例えば、左操作レバー２６Ｌの先端に設けられた押しボタンスイッチである。オペレータは、スイッチＮＳを押しながら左操作レバー２６Ｌを操作できる。また、スイッチＮＳは、右操作レバー２６Ｒに設けられていてもよく、キャビン１０内の他の位置に設けられていてもよい。
【０１３８】
測位装置７３は、上部旋回体３の位置及び向きを測定する。測位装置７３は、例えば、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）コンパスであり、上部旋回体３の位置及び向きを検出し、上部旋回体３の位置及び向きに対応する検出信号は、コントローラ３０に取り込まれる。また、測位装置７３の機能のうちの上部旋回体３の向きを検出する機能は、上部旋回体３に取り付けられた方位センサにより代替されてもよい。
【０１３９】
表示装置Ｄ１は、キャビン１０内の着座したオペレータから視認し易い場所に設けられ、コントローラ３０による制御下で、各種情報画像を表示する。表示装置Ｄ１は、ＣＡＮ（Controller Area Network）等の車載通信ネットワークを介してコントローラ３０に接続されていてもよいし、一対一の専用線を介してコントローラ３０に接続されていてもよい。
【０１４０】
音声出力装置Ｄ２は、例えば、キャビン１０内に設けられ、コントローラ３０と接続され、コントローラ３０による制御下で、音声を出力する。音声出力装置Ｄ２は、例えば、スピーカやブザー等である。音声出力装置Ｄ２は、コントローラ３０からの音声出力指令に応じて各種情報を音声出力する。
【０１４１】
ブーム角度センサＳ１は、ブーム４に取り付けられ、ブーム４の上部旋回体３に対する俯仰角度（以下、「ブーム角度」）、例えば、側面視において、上部旋回体３の旋回平面に対してブーム４の両端の支点を結ぶ直線が成す角度を検出する。ブーム角度センサＳ１は、例えば、ロータリエンコーダ、加速度センサ、６軸センサ、ＩＭＵ（Inertial Measurement Unit：慣性計測装置）等を含んでよく、以下、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についても同様である。ブーム角度センサＳ１によるブーム角度に対応する検出信号は、コントローラ３０に取り込まれる。
【０１４２】
アーム角度センサＳ２は、アーム５に取り付けられ、アーム５のブーム４に対する回動角度（以下、「アーム角度」）、例えば、側面視において、ブーム４の両端の支点を結ぶ直線に対してアーム５の両端の支点を結ぶ直線が成す角度を検出する。アーム角度センサＳ２によるアーム角度に対応する検出信号は、コントローラ３０に取り込まれる。
【０１４３】
バケット角度センサＳ３は、バケット６に取り付けられ、バケット６のアーム５に対する回動角度（以下、「バケット角度」）、例えば、側面視において、アーム５の両端の支点を結ぶ直線に対してバケット６の支点と先端（刃先）とを結ぶ直線が成す角度を検出する。バケット角度センサＳ３によるバケット角度に対応する検出信号は、コントローラ３０に取り込まれる。
【０１４４】
機体傾斜センサＳ４は、水平面に対する機体（例えば、上部旋回体３）の傾斜状態を検出する。機体傾斜センサＳ４は、例えば、上部旋回体３に取り付けられ、ショベル１００（即ち、上部旋回体３）の前後方向及び左右方向の２軸回りの傾斜角度（以下、「前後傾斜角」及び「左右傾斜角」）を検出する。機体傾斜センサＳ４は、例えば、加速度センサ、ジャイロセンサ（角速度センサ）、６軸センサ、ＩＭＵ等を含んでよい。機体傾斜センサＳ４による傾斜角度（前後傾斜角及び左右傾斜角）に対応する検出信号は、コントローラ３０に取り込まれる。
【０１４５】
旋回状態センサＳ５は、上部旋回体３に取り付けられ、上部旋回体３の旋回状態に関する検出情報を出力する。旋回状態センサＳ５は、例えば、上部旋回体３の旋回角速度や旋回角度を検出する。旋回状態センサＳ５は、例えば、ジャイロセンサ、レゾルバ、ロータリエンコーダ等を含む。
【０１４６】
尚、機体傾斜センサＳ４に３軸回りの角速度を検出可能なジャイロセンサ、６軸センサ、ＩＭＵ等が含まれる場合、機体傾斜センサＳ４の検出信号に基づき上部旋回体３の旋回状態（例えば、旋回角速度）が検出されてもよい。この場合、旋回状態センサＳ５は、省略されうる。
【０１４７】
［ショベルのマシンガイダンス機能及びマシンコントロール機能の概要］
次に、図５を参照して、ショベルのマシンガイダンス機能及びマシンコントロール機能の概要について説明する。
【０１４８】
図５は、ショベル１００のマシンガイダンス機能及びマシンコントロール機能に関する構成の一例を示すブロック図である。
【０１４９】
コントローラ３０は、例えば、オペレータによるショベル１００の手動操作をガイド（案内）するマシンガイダンス機能に関するショベル１００の制御を実行する。
【０１５０】
コントローラ３０は、例えば、目標施工面とアタッチメントＡＴの先端部、つまり、バケット６の所定の作業部位（例えば、バケット６の爪先、バケット６の背面等）（以下、単に「作業部位」）との距離等の作業情報を、表示装置Ｄ１や音声出力装置Ｄ２等を通じて、オペレータに伝える。具体的には、コントローラ３０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、旋回状態センサＳ５、空間認識装置７０、測位装置７３、情報入力装置７２等から情報を取得する。そして、コントローラ３０は、例えば、取得した情報に基づき、バケット６と目標施工面との間の距離を算出し、表示装置Ｄ１に表示される画像や音声出力装置Ｄ２から出力される音声により、算出した距離をオペレータに通知してよい。目標施工面に関するデータは、例えば、オペレータによる情報入力装置７２を通じた設定入力に基づき、或いは、外部（例えば、所定の管理サーバ）からのダウンロードされることにより、内部メモリやコントローラ３０に接続される外部記憶装置等に記憶されている。目標施工面に関するデータは、例えば、基準座標系で表現されている。基準座標系は、例えば、世界測地系である。世界測地系は、地球の重心に原点をおき、Ｘ軸をグリニッジ子午線と赤道との交点の方向に、Ｙ軸を東経９０度の方向に、そして、Ｚ軸を北極の方向にとる三次元直交ＸＹＺ座標系である。例えば、オペレータは、施工現場の任意の点を基準点と定め、情報入力装置７２を通じて、基準点との相対的な位置関係により目標施工面を設定してよい。これにより、コントローラ３０は、表示装置Ｄ１、音声出力装置Ｄ２等を通じて、作業情報をオペレータに通知し、オペレータによる操作装置２６を通じたショベル１００の操作をガイドすることができる。
【０１５１】
また、コントローラ３０は、例えば、オペレータによるショベル１００の手動操作を支援したり、ショベル１００を自動的或いは自律的に動作させたりするマシンコントロール機能に関するショベル１００の制御を実行する。
【０１５２】
コントローラ３０は、例えば、オペレータが手動で地面の掘削操作や均し操作等を行っている場合に、目標施工面と、アタッチメントＡＴの先端部、具体的には、バケット６の作業部位に設定される、制御基準となる位置（以下、単に制御基準）とが一致するように、ブーム４、アーム５、及び、バケット６の少なくとも一つを自動的に動作させる。制御基準は、例えば、バケット６の作業部位としての爪先を構成する平面或いは曲面、当該平面或いは曲面上に規定される線分、当該平面或いは曲面上に規定される点等を含みうる。また、制御基準には、例えば、バケット６の作業部位としての背面を構成する平面或いは曲面、当該平面或いは曲面上に規定される線分、当該平面或いは曲面上に規定される点等を含みうる。具体的には、オペレータがスイッチＮＳを操作（押し）ながら、左操作レバー２６Ｌを通じて、アーム５の操作を行うと、コントローラ３０は、オペレータによるアーム５の操作に応じて、目標施工面とバケット６の制御基準とが一致するように、ブーム４、アーム５、及び、バケット６を自動的に動作させる。より具体的には、コントローラ３０は、上述の如く、比例弁３１を制御し、ブーム４、アーム５、及び、バケット６を自動的に動作させる。これにより、オペレータは、左操作レバー２６Ｌを前後方向に操作するだけで、目標施工面に沿った掘削作業や均し作業等をショベル１００に実行させることができる。
【０１５３】
バケット６の作業部位は、例えば、オペレータ等による情報入力装置７２を通じた設定入力に応じて、設定されてよい。また、バケット６の作業部位は、例えば、ショベル１００の作業内容に応じて、自動的に設定されてもよい。具体的には、バケット６の作業部位は、ショベル１００の作業内容が掘削作業等である場合、バケット６の爪先に設定され、ショベル１００の作業内容が均し作業や転圧作業等である場合、バケット６の背面に設定されてよい。この場合、ショベル１００の作業内容は、カメラＳ５Ｆの撮像画像等に基づき、自動的に判定されてもよいし、情報入力装置７２を通じて、オペレータ等が選択或いは入力することにより、選択内容或いは入力内容に沿って設定されてもよい。
【０１５４】
バケット６の作業部位における制御基準（以下、単純に「バケット６の制御基準」）は、例えば、作業部位がバケット６の爪先である場合、バケット６の複数の爪のうちの特定の一つの爪の爪先を構成する曲面或いは平面上の一点に設定されてよい。また、バケット６の制御基準は、例えば、作業部位がバケット６の背面である場合、バケット６の背面を構成する曲面或いは平面上で任意に設定されうる。この場合、コントローラ３０は、情報入力装置７２を通じたオペレータ等による設定操作に応じて、バケット６の背面における制御基準を設定してもよいし、後述の如く、所定の条件に基づき、自動的に、バケット６の背面における制御基準を設定（変更）してもよい。
【０１５５】
以下、スイッチＮＳが押し操作された状態で、左操作レバー２６Ｌのアーム５の操作（つまり、左操作レバー２６Ｌの前後方向へ傾倒操作）が行われた場合に、マシンコントロール機能が有効になる前提で、説明を進める。
【０１５６】
［ショベルのマシンコントロール機能に関する詳細な構成の一例］
次に、図６（図６Ａ、図６Ｂ）を参照して、マシンコントロール機能に関する詳細な構成の一例について説明する。
【０１５７】
図６Ａ、図６Ｂは、本実施形態に係るショベル１００のマシンコントロール機能に関する詳細な構成の一例を示す機能ブロック図である。
【０１５８】
コントローラ３０は、マシンコントロール機能に関する機能部として、操作内容取得部３００１と、目標施工面取得部３００２と、目標軌道設定部３００３と、現在位置算出部３００４と、目標位置算出部３００５と、動作指令生成部３００６と、パイロット指令生成部３００７と、姿勢角算出部３００８を含む。これらの機能部３００１〜３００８は、例えば、スイッチＮＳが押し操作されている場合、所定の制御周期ごとに、後述する動作を繰り返し実行する。
【０１５９】
操作内容取得部３００１は、操作圧センサ２９ＬＡから取り込まれる検出信号に基づき、左操作レバー２６Ｌにおけるアーム５の操作（つまり、前後方向の傾倒操作）に関する操作内容を取得する。例えば、操作内容取得部３００１は、操作内容として、操作方向（アーム開き操作であるか、アーム閉じ操作であるかの別）と、操作量を取得（算出）する。
【０１６０】
目標施工面取得部３００２は、例えば、内部メモリや所定の外部記憶装置等から目標施工面に関するデータを取得する。
【０１６１】
目標軌道設定部３００３は、目標施工面に関するデータに基づき、アタッチメントＡＴの先端部、つまり、バケット６の制御基準を目標施工面に沿って移動させるためのバケット６の制御基準の目標軌道に関する情報を設定する。例えば、目標軌道設定部３００３は、目標軌道に関する情報として、ショベル１００の機体（上部旋回体３）を基準とする、目標施工面の前後方向への傾斜角度を設定してよい。
【０１６２】
現在位置算出部３００４は、バケット６の制御基準の位置（現在位置）を算出する。具体的には、後述する姿勢角算出部３００８により算出されるブーム角度β１、アーム角度β２、及びバケット角度β３に基づき、バケット６の制御基準の位置を算出してよい。
【０１６３】
目標位置算出部３００５は、左操作レバー２６Ｌにおけるアーム５の操作に関する操作内容（操作方向及び操作量）と、設定された目標軌道に関する情報と、バケット６の制御基準の現在位置とに基づき、バケット６の制御基準の目標位置を算出する。当該目標位置は、アーム５が左操作レバー２６Ｌにおけるアーム５の操作方向及び操作量に応じて動作すると仮定したときに、今回の制御周期中で到達目標とすべき目標施工面（換言すれば、目標軌道）上の位置である。目標位置算出部３００５は、例えば、不揮発性の内部メモリ等に予め格納されるマップや演算式等を用いて、バケット６の制御基準の目標位置を算出してよい。
【０１６４】
動作指令生成部３００６は、バケット６の制御基準の目標位置に基づき、ブーム４の動作に関する指令値（以下、「ブーム指令値」）β１ｒ、アーム５の動作に関する指令値（以下、「アーム指令値」）β２ｒ、及びバケット６の動作に関する指令値（「バケット指令値」）β３ｒを生成する。例えば、ブーム指令値β１ｒ、アーム指令値β２ｒ、及びバケット指令値β３ｒは、それぞれ、バケット６の制御基準が目標位置を実現できたときのブーム角度、アーム角度、及びバケット角度である。動作指令生成部３００６は、マスタ指令値生成部３００６Ａと、スレーブ指令値生成部３００６Ｂを含む。
【０１６５】
尚、ブーム指令値、アーム指令値、バケット指令値は、バケット６の制御基準が目標位置を実現するために必要なブーム４、アーム５、及びバケット６の角速度や角加速度であってもよい。
【０１６６】
マスタ指令値生成部３００６Ａは、アタッチメントＡＴを構成する動作要素（ブーム４、アーム５、及びバケット６）のうち、左操作レバー２６Ｌの前後方向の操作入力に対応して動作する動作要素（以下、「マスタ要素」）の動作に関する指令値（以下、「マスタ指令値」）を生成する。本実施形態では、マスタ要素は、アーム５であり、マスタ指令値生成部３００６Ａは、アーム指令値β２ｒを生成し、後述するアームパイロット指令生成部３００７Ｂに向けて出力する。具体的には、マスタ指令値生成部３００６Ａは、左操作レバー２６Ｌの操作内容（操作方向及び操作量）に対応するアーム指令値β２ｒを生成する。例えば、マスタ指令値生成部３００６Ａは、左操作レバー２６Ｌの操作内容と、アーム指令値β２ｒとの関係を規定する所定のマップや変換式等に基づき、アーム指令値β２ｒを生成し、出力してよい。
【０１６７】
尚、マスタ指令値生成部３００６Ａにより出力されるアーム指令値β２ｒが"０"である場合、アーム５は、コントローラ３０の制御に依らず、操作装置２６に対するオペレータのアーム５に関する操作に従い動作する。また、マスタ指令値生成部３００６Ａは、省略されてもよい。上述の如く、左操作レバー２６Ｌの前後操作の内容に対応するパイロット圧は、シャトル弁３２ＡＬ，３２ＡＲを介して、アーム５を駆動するアームシリンダ８に対応する制御弁１７６Ｌ，１７６Ｒのパイロットポートに作用するからである。
【０１６８】
スレーブ指令値生成部３００６Ｂは、アタッチメントＡＴを構成する動作要素のうち、マスタ要素（アーム５）の動作に合わせて（同期して）、バケット６の制御基準が目標施工面に沿って移動するように動作する、スレーブ要素の動作に関する指令値（以下、「スレーブ指令値」）を生成する。本実施形態では、スレーブ要素は、ブーム４及びバケット６であり、スレーブ指令値生成部３００６Ｂは、ブーム指令値β１ｒ及びバケット指令値β３ｒを生成し、それぞれ、後述するブームパイロット指令生成部３００７Ａ及びバケットパイロット指令生成部３００７Ｃに向けて出力する。具体的には、スレーブ指令値生成部３００６Ｂは、アーム指令値β２ｒに対応するアーム５の動作に合わせて（同期して）、ブーム４及びバケット６の少なくとも一方が動作し、バケット６の制御基準が目標位置を実現できるように（つまり、目標施工面に沿って移動するように）、ブーム指令値β１ｒ及びバケット指令値β３ｒを生成する。これにより、コントローラ３０は、左操作レバー２６Ｌにおけるアーム５に関する操作に対応するアーム５の動作に合わせて（つまり、同期させて）、アタッチメントＡＴのブーム４及びバケット６を動作させることで、バケット６の制御基準を目標施工面に沿って移動させることができる。つまり、アーム５（アームシリンダ８）は、左操作レバー２６Ｌに対する操作入力に対応して動作し、ブーム４（ブームシリンダ７）、バケット６（バケットシリンダ９）は、バケット６の爪先等のアタッチメントＡＴの先端部が目標施工面に沿って移動するように、アーム５（アームシリンダ８）の動作に合わせて、その動作が制御される。スレーブ指令値生成部３００６Ｂの動作の詳細は、後述する（図７参照）。
【０１６９】
パイロット指令生成部３００７は、ブーム指令値β１ｒ、アーム指令値β２ｒ、及びバケット指令値β３ｒに対応するブーム角度、アーム角度、及びバケット角度を実現するための制御弁１７４〜１７６に作用させるパイロット圧の指令値（以下、「パイロット圧指令値」）を生成する。パイロット指令生成部３００７は、ブームパイロット指令生成部３００７Ａと、アームパイロット指令生成部３００７Ｂと、バケットパイロット指令生成部３００７Ｃを含む。
【０１７０】
ブームパイロット指令生成部３００７Ａは、ブーム指令値β１ｒと、後述するブーム角度算出部３００８Ａによる現在のブーム角度の算出値（測定値）との間の偏差に基づき、ブーム４を駆動するブームシリンダ７に対応する制御弁１７５Ｌ，１７５Ｒに作用させるパイロット圧指令値を生成する。そして、ブームパイロット指令生成部３００７Ａは、生成したパイロット圧指令値に対応する制御電流を比例弁３１ＢＬ，３１ＢＲに出力する。これにより、上述の如く、比例弁３１ＢＬ，３１ＢＲから出力されるパイロット圧指令値に対応するパイロット圧がシャトル弁３２ＢＬ，３２ＢＲを介して、制御弁１７５Ｌ，１７５Ｒの対応するパイロットポートに作用する。そして、制御弁１７５Ｌ，１７５Ｒの作用により、ブームシリンダ７が動作し、ブーム指令値β１ｒに対応するブーム角度を実現するように、ブーム４が動作する。
【０１７１】
アームパイロット指令生成部３００７Ｂは、アーム指令値β２ｒと、後述するアーム角度算出部３００８Ｂによる現在のアーム角度の算出値（測定値）との間の偏差に基づき、アーム５を駆動するアームシリンダ８に対応する制御弁１７６Ｌ，１７６Ｒに作用させるパイロット圧指令値を生成する。そして、アームパイロット指令生成部３００７Ｂは、生成したパイロット圧指令値に対応する制御電流を比例弁３１ＡＬ，３１ＡＲに出力する。これにより、上述の如く、比例弁３１ＡＬ，３１ＡＲから出力されるパイロット圧指令値に対応するパイロット圧がシャトル弁３２ＡＬ，３２ＡＲを介して、制御弁１７６Ｌ，１７６Ｒの対応するパイロットポートに作用する。そして、制御弁１７６Ｌ，１７６Ｒの作用により、アームシリンダ８が動作し、アーム指令値β２ｒに対応するアーム角度を実現するように、アーム５が動作する。
【０１７２】
バケットパイロット指令生成部３００７Ｃは、バケット指令値β３ｒと、後述するバケット角度算出部３００８Ｃによる現在のバケット角度の算出値（測定値）との間の偏差に基づき、バケット６を駆動するバケットシリンダ９に対応する制御弁１７４に作用させるパイロット圧指令値を生成する。そして、バケットパイロット指令生成部３００７Ｃは、生成したパイロット圧指令値に対応する制御電流を比例弁３１ＣＬ，３１ＣＲに出力する。これにより、上述の如く、比例弁３１ＣＬ，３１ＣＲから出力されるパイロット圧指令値に対応するパイロット圧がシャトル弁３２ＣＬ，３２ＣＲを介して、制御弁１７４の対応するパイロットポートに作用する。そして、制御弁１７４の作用により、バケットシリンダ９が動作し、バケット指令値β３ｒに対応するバケット角度を実現するように、バケット６が動作する。
【０１７３】
姿勢角算出部３００８は、ブーム角度センサＳ１，アーム角度センサＳ２、及びバケット角度センサＳ３の検出信号に基づき、（現在の）ブーム角度β１、アーム角度β２、バケット角度β３を算出（測定）する。姿勢角算出部３００８は、ブーム角度算出部３００８Ａと、アーム角度算出部３００８Ｂと、バケット角度算出部３００８Ｃを含む。
【０１７４】
ブーム角度算出部３００８Ａは、ブーム角度センサＳ１から取り込まれる検出信号に基づき、ブーム角度β１を算出（測定）する。
【０１７５】
アーム角度算出部３００８Ｂは、アーム角度センサＳ２から取り込まれる検出信号に基づき、アーム角度β２を算出（測定）する。
【０１７６】
バケット角度算出部３００８Ｃは、バケット角度センサＳ３から取り込まれる検出信号に基づき、バケット角度β３を算出（測定）する。
【０１７７】
［マシンコントロール機能に関する制御処理の詳細］
次に、図７〜図９を参照して、コントローラ３０によるマシンコントロール機能に関する制御処理について説明する。
【０１７８】
図７は、本実施形態に係るショベル１００のコントローラ３０によるマシンコントロール機能に関する制御処理の一例を概略的に示すフローチャートである。本フローチャートによる処理は、上述の制御周期ごとに、繰り返し実行される。図８、図９は、本実施形態に係るショベル１００のコントローラ３０によるマシンコントロール機能に関する制御処理に対応するアタッチメントＡＴ（バケット６）の動作を説明する図である。具体的には、図８、図９は、後述するステップＳ１０６の処理に対応するアタッチメントＡＴ（バケット６）の動作を説明する図である。
【０１７９】
尚、図８、図９では、バケット６の作業部位は、バケット６の背面に設定されている。また、図８、図９において、実線のバケット６は、制御周期中で、左操作レバー２６Ｌの操作内容に対応してアーム５だけが動作したと仮定したときの仮想的な状態（つまり、仮想的な位置及び姿勢）を示す。また、図８、図９において、点線のバケット６は、上述の仮想的な状態のバケット６をアーム５の先端（バケットピン）を基点として回動させることにより、バケット６の作業部位（背面）を目標施工面ＳＦに一致させた状態、つまり、図７の制御処理により実現されるバケット６の状態を示す。
【０１８０】
ステップＳ１０２にて、コントローラ３０（スレーブ指令値生成部３００６Ｂ）は、制御周期中で左操作レバー２６Ｌの操作内容に対応してアーム５だけが動作したと仮定したときのバケット６の制御基準の仮想的な位置（以下、「仮想位置」）と目標施工面との間の目標施工面に対する鉛直方向（以下、単に「鉛直方向」）の差分が所定の閾値δＴＨより小さいか否かを判定する。閾値δＴＨは、例えば、制御周期内で、ブーム４の上げ下げだけ調整可能なバケット６の制御基準の鉛直方向の移動量の限界値（下限値）として、アタッチメントＡＴ及びブームシリンダ７の仕様、実験、シミュレーション等に基づき、予め規定される。つまり、スレーブ指令値生成部３００６Ｂは、ブームシリンダ７の動作制御では、バケット６の制御基準の位置を精度良く鉛直方向に調整できないと判断可能な条件（以下、「所定の条件」）が成立しているか否かを判定する。スレーブ指令値生成部３００６Ｂは、目標施工面とバケット６の制御基準の仮想位置との間の鉛直方向の差分が閾値δＴＨより小さくない（即ち、閾値δＴＨ以上である）場合、換言すれば、上述の所定の条件が成立していない場合、ステップＳ１０４に進む。一方、スレーブ指令値生成部３００６Ｂは、目標施工面とバケット６の制御基準の仮想位置との間の鉛直方向の差分が閾値δＴＨより小さい場合、換言すれば、上述の所定の条件が成立した場合、ステップＳ１０６に進む。
【０１８１】
ステップＳ１０４にて、コントローラ３０は、左操作レバー２６Ｌにおけるアーム５の操作内容に対応するアーム５の動作に合わせて、バケット６の制御基準が目標位置算出部３００５により算出された目標位置を実現できるように、ブーム４の動作を制御し、今回の処理を終了する。具体的には、コントローラ３０は、アーム５の動作に合わせて、バケット６の制御基準の鉛直方向の位置を調整し、バケット６の制御基準が目標施工面に一致する状態が継続されるように、ブーム４の動作を制御する。以下、当該制御態様を便宜的に「ブーム制御」と称する場合がある。このとき、コントローラ３０は、併せて、目標施工面に対するバケット６の姿勢を調整するために、バケット６の動作を制御してもよいし、バケット６の姿勢を現在のままに維持させてもよい。より具体的には、スレーブ指令値生成部３００６Ｂは、アーム指令値β２ｒに対応するアーム５の動作に合わせて、バケット６の制御基準の鉛直方向の位置を調整し、バケット６の制御基準が目標施工面に一致する状態が継続されるように、ブーム指令値β１ｒを生成する。また、スレーブ指令値生成部３００６Ｂは、バケット６の目標施工面に対する姿勢を調整するように、或いは、現在のバケット６の姿勢を維持させるように、バケット指令値β３ｒを生成する。これにより、コントローラ３０は、アーム５の動作に起因するバケット６の制御基準の鉛直方向の移動成分と、ブーム４の動作に起因するバケット６の制御基準の鉛直方向の移動成分とを相殺させ、バケット６の制御基準を目標施工面に一致させることができる。つまり、図８に示すように、コントローラ３０は、バケット６の仮想位置と目標施工面ＳＦとの間の鉛直方向の差分が閾値δＴＨ以上である場合、ブーム４の上げ動作或いは下げ動作を優先させて、バケット６の制御基準が目標施工面に一致する状態を実現する。
【０１８２】
一方、ステップＳ１０６にて、コントローラ３０は、左操作レバー２６Ｌにおけるアーム５の操作内容に対応するアーム５の動作に合わせて、バケット６の制御基準が目標施工面に一致する状態を実現できるように、バケット６の動作を制御し、今回の処理を終了する。以下、当該制御態様を便宜的に「バケット制御」と称する場合がある。具体的には、コントローラ３０は、アーム５の動作に合わせて、バケット６の制御基準の鉛直方向の位置を調整し、バケット６の制御基準が目標施工面に一致する状態が継続されるように、バケット６の動作を制御する。換言すれば、コントローラ３０は、上述した仮想位置に対応するバケット６の作業部位を目標施工面に一致する状態にさせるために必要な量だけ、バケット６を回動させる。このとき、コントローラ３０は、ブーム４の動作を停止させ、現在の姿勢を維持させる。より具体的には、スレーブ指令値生成部３００６Ｂは、アーム指令値β２ｒに対応するアーム５の動作に合わせて、バケット６の制御基準の鉛直方向の位置を調整し、バケット６の制御基準が目標施工面に一致する状態が継続されるように、バケット指令値β３ｒを生成する。また、スレーブ指令値生成部３００６Ｂは、ブーム４の姿勢が維持させるように、ブーム指令値β１ｒを生成する。これにより、コントローラ３０は、アーム５の動作に起因するバケット６の制御基準の鉛直方向の移動成分と、バケット６の動作（回動）に起因するバケット６の制御基準の鉛直方向の移動成分とを相殺させ、バケット６の制御基準を目標施工面に一致させることができる。つまり、図８に示すように、コントローラ３０は、バケット６の仮想位置と目標施工面ＳＦとの間の差分が閾値δＴＨより小さい場合、バケット６の回動動作を優先させて、バケット６の制御基準が目標施工面に一致する状態を実現する。
【０１８３】
尚、図７の処理フローにおいて、コントローラ３０は、更に、バケット制御を実行可能か否か、つまり、アームシリンダ８の動作に合わせて、バケット６の制御基準の目標施工面に対する鉛直方向の位置を調整するように、バケットシリンダ９の動作を制御することが可能か否かを判定してもよい。この場合、当該判定処理は、例えば、ステップＳ１０２の処理で、目標施工面とバケット６の制御基準の仮想位置との間の鉛直方向の差分が閾値δＴＨより小さいと判定された場合（つまり、ステップＳ１０２における判定結果がＹＥＳの場合）、に実行されてよい。具体的には、コントローラ３０は、例えば、バケット制御が実行される場合のバケット６の回動動作によりバケット６の背面が目標施工面へ当接可能か（接することが可能か）否かを判定してよい。このとき、コントローラ３０は、バケット６の回動可能な角度域を考慮してよい。そして、コントローラ３０は、バケット６の回動可能な角度域内で、バケット６の作業部位としての背面が目標施工面に接する可能な場合、バケット制御を実行可能であると判定し、目標施工面に接するバケット６の背面の部分（位置）が制御基準になる。一方、コントローラ３０は、バケット６が回動しても、バケット６がその作業部位としての背面以外、例えば、爪先等により目標施工面に当接する場合、バケット制御を実行不可としてよい。目標施工面に爪跡等が残ってしまうからである。つまり、バケット６の作業部位としての背面の側面視で見たときの断面形状が一定の曲率で形成されていないため、コントローラ３０は、バケット制御によって、バケット６のどの部位が目標施工面へ接するのかを事前に把握し、バケット制御が実行可能かどうかを判定してよい。また、コントローラ３０は、バケット６の回動可能な角度域では、バケット６を目標施工面に当接させることができないような場合に、バケット制御を実現不可としてもよい。コントローラ３０は、バケット制御を実行可能と判定すると、ステップＳ１０６に進み、バケット制御を実行する。一方、コントローラ３０は、バケット制御を実行不可と判定した場合、ステップＳ１０４に進み、ブーム制御を実行する。
【０１８４】
例えば、図８に示すように、コントローラ３０は、上述した仮想位置に対応するバケット６の制御基準Ｐ１と目標施工面ＳＦとの間の鉛直方向の差分が閾値δＴＨ以下である場合、アーム５の動作に合わせて、バケット６を回動させる。本例では、仮想位置に対応するバケット６は、目標施工面ＳＦから離れた状態にあるため、コントローラ３０は、仮想位置に対応するバケット６の背面が目標施工面ＳＦに一致する（即ち、接する）のに必要な量だけ、バケット６を開く方向に回動させる。具体的には、スレーブ指令値生成部３００６Ｂは、仮想位置のバケット６を基準として、目標施工面ＳＦにバケット６の背面が一致するために必要な回動角度に対応するバケット指令値β３ｒをバケットパイロット指令生成部３００７Ｃに出力する。そして、バケットパイロット指令生成部３００７Ｃは、バケット指令値β３ｒに対応するバケットシリンダ９の指令値、つまり、バケットシリンダ９を駆動する制御弁１７４に作用させるパイロット圧指令値を生成し、比例弁３１ＣＬ，３１ＣＲに出力する。これにより、バケット６の制御基準が目標施工面ＳＦに一致する状態が実現される。このとき、図８に示すように、バケット６の背面における目標施工面ＳＦに一致する（接する）位置が変化する。よって、コントローラ３０は、バケット６を回動させるのに併せて、バケット６の制御基準を、従来の制御基準Ｐ１から、上述した仮想位置に対応するバケット６を目標施工面ＳＦに一致するように回動させたときのバケット６の背面の接点に対応する新たな制御基準Ｐ２に変更する。このとき、変更後の制御基準Ｐ２は、目標施工面ＳＦとバケット６との間の相対的な位置関係（つまり、目標施工面ＳＦとバケット６の仮想位置との間の鉛直方向の差分）と、バケット６の背面の側面視での外形形状に基づき、決定される。上述した仮想的な状態のバケット６の背面が目標施工面ＳＦに接するのに必要なバケット６を回動量は、目標施工面ＳＦとバケット６の仮想位置との間の鉛直方向の差分、及び、バケット６の背面の側面視での外形形状によって決まるからである。また、バケット６の背面の外形形状は、任意の形状であってよく、バケット６の背面の外形形状に関するデータは、例えば、コントローラ３０の内部メモリや外部の記憶装置に予め登録される。また、バケット６の背面の外形形状は、例えば、側面視でインボリュート曲線やサイクロイド曲線で規定されていてもよい。これにより、側面視で、バケット６の回動軸から見たバケット６の背面までの距離（半径）が角度方向によって変化するため、コントローラ３０は、バケット６の回動動作に伴うバケット６の作業部位の鉛直方向の位置をより調整し易くなる。
【０１８５】
また、例えば、図９に示すように、仕上げ掘削用の目標施工面ＳＦには、許容誤差範囲ＴＲが設定されていてもよい。許容誤差範囲ＴＲは、目標施工面ＳＦに対する許容可能なずれ量の上限及び下限の間の範囲として規定される。この場合、閾値δＴＨは、許容誤差範囲ＴＲの上限及び下限と目標施工面ＳＦとの間の寸法よりも大きくなるように設定されてよい。
【０１８６】
また、図９に示すように、仕上げ掘削用の目標施工面ＳＦの他に、粗掘削用の目標施工面ＳＦ０が更に設定されてもよい。例えば、粗掘削用の目標施工面ＳＦ０は、仕上げ掘削用の目標施工面ＳＦに閾値δＴＨを加えた分よりも更に上の位置に設定される。この場合、コントローラ３０は、目標施工面ＳＦ０が設定されている状態で、バケット６の作業部位（制御基準）が目標施工面ＳＦ０より下にある場合、ブーム４を上げ方向に制御し、目標施工面ＳＦ０より上にある場合、ブーム４を下げ方向に制御することで、制御基準を目標施工面ＳＦ０に一致させてよい。
【０１８７】
尚、作業部位がバケット６の爪先である場合、制御基準は変更されない。
【０１８８】
また、本例（図７）のマシンコントロール機能に関する制御処理は、図８、図９のようなショベル１００の掘削作業以外の作業（例えば、盛り土作業）にも適用可能である。例えば、ダンプトラックの荷台に積み込まれた盛り土を均す際に、盛り土の目標形状や目標高さに相当する目標施工面が設定され、本例のマシンコントロール機能に関する制御処理が適用されてよい。
【０１８９】
［マシンコントロール機能に関する構成の他の例］
次に、図１０を参照して、マシンコントロール機能に関する詳細な構成の他の例について説明する。
【０１９０】
図１０は、本実施形態に係るショベル１００のマシンコントロール機能に関する詳細な構成の他の例を示す機能ブロック図である。本例において、図６Ｂに相当する構成は上述の一例と同じであるため、図６Ｂを援用する。以下、上述の一例（図６Ａ）と異なる部分を中心に説明する。
【０１９１】
本例では、ショベル１００は、通信装置Ｔ１を含み、コントローラ３０は、通信装置Ｔ１により所定の外部装置から受信される信号に応じて、自律運転機能を実現する。
【０１９２】
通信装置Ｔ１は、ショベル１００とショベル１００の外部と通信を行う。通信装置Ｔ１は、例えば、所定の外部装置からショベル１００の自律運転機能の開始を表す指令（以下、「開始指令」）を受信する。
【０１９３】
コントローラ３０は、マシンコントロール機能に関する機能部として、作業開始判定部３００１Ａと、動作内容判定部３００１Ｂと、動作条件設定部３００１Ｃと、動作開始判定部３００１Ｄと、目標施工面取得部３００２と、目標軌道設定部３００３と、現在位置算出部３００４と、目標位置算出部３００５と、動作指令生成部３００６と、パイロット指令生成部３００７と、姿勢角算出部３００８とを含む。
【０１９４】
作業開始判定部３００１Ａは、ショベル１００の所定の作業の開始を判定する。所定の作業は、例えば、掘削作業等である。作業開始判定部３００１Ａは、例えば、通信装置Ｔ１を通じて外部装置から開始指令が入力される場合に、開始指令で指定される作業の開始を判定する。また、作業開始判定部３００１Ａは、通信装置Ｔ１を通じて外部装置から開始指令が入力された場合、周辺監視機能によってショベル１００の周囲の監視範囲内に監視対象の物体が存在しないと判断されるときに、開始指令で指定される作業の開始を判定してもよい。
【０１９５】
動作内容判定部３００１Ｂは、作業開始判定部３００１Ａにより作業の開始が判定された場合に、現在の動作内容を判定する。動作内容判定部３００１Ｂは、例えば、バケット６の制御基準の現在位置に基づき、ショベル１００が所定の作業を構成する複数の動作に対応する動作を行っているか否かを判定する。例えば、所定の作業を構成する複数の動作には、所定の作業が掘削作業である場合の掘削動作、ブーム上げ旋回動作、排土動作、及びブーム下げ旋回動作等が含まれる。
【０１９６】
動作条件設定部３００１Ｃは、自律運転機能による所定の作業の実施に関する動作条件を設定する。動作条件には、例えば、所定の作業が掘削作業である場合、掘削深さ、掘削長さ等に関する条件が含まれてよい。
【０１９７】
動作開始判定部３００１Ｄは、作業開始判定部３００１Ａにより開始の判定がされた所定の作業を構成する所定の動作の開始を判定する。動作開始判定部３００１Ｄは、例えば、動作内容判定部３００１Ｂによって、ブーム下げ旋回動作が終了し、且つ、バケット６の制御基準（爪先）が掘削開始位置に達していると判定される場合、掘削動作を開始させることができると判定してよい。そして、動作開始判定部３００１Ｄは、掘削動作を開始させることが可能と判定すると、所定の作業の段取りに応じて生成される自律運転機能に対応する動作要素（アクチュエータ）の操作指令を目標位置算出部３００５に入力させる。これにより、目標位置算出部３００５は、自律運転機能に対応する操作指令に応じて、バケット６の制御基準の目標位置を算出することができる。
【０１９８】
このように、本例では、コントローラ３０は、自律運転機能に基づき、ショベル１００に所定の動作（例えば、掘削動作）を実行させることができる。
【０１９９】
［作用］
次に、本実施形態に係るショベル１００の作用について説明する。
【０２００】
本実施形態では、コントローラ３０は、一のアタッチメント動作指令に応じて、複数の動作要素のうちのマスタ要素に関する一のマスタ指令と、複数の動作要素のうちのマスタ要素以外のスレーブ要素に関する複数のスレーブ指令を生成する。アタッチメント動作指令には、例えば、操作装置２６対する操作や遠隔操作の内容（操作量及び操作方向等）が含まれてよい。また、アタッチメント動作指令には、例えば、自律運転機能に対応する操作指令が含まれてよい。動作要素には、例えば、下部走行体１（左クローラ１ＣＬ、右クローラ１ＣＲ）、上部旋回体３、ブーム４、アーム５、バケット６等が含まれてよい。そして、コントローラ３０は、所定の条件に基づき、複数のスレーブ指令の中でマスタ指令に同期させる（合わせる）スレーブ指令を切り換える。
【０２０１】
これにより、ショベル１００は、そのときの各種条件に合わせて、一のマスタ要素の動作に合わせて動作させるスレーブ要素を切り換えることができる。
【０２０２】
例えば、コントローラ３０は、作用する荷重が相対的に大きく、且つ、アタッチメントＡＴの根元に位置するブームシリンダ７の伸縮をきめ細かく制御することは難しい。そのため、仮想的な状態のバケット６の制御基準と目標施工面との間の差分が閾値δＴＨより小さいような状況で、アーム５（マスタ要素）の動作に合わせて、ブーム４（スレーブ要素）を優先的に動作させると、アタッチメントＡＴの先端部（バケット６の制御基準）を目標施工面に対する鉛直方向に精度良く調整できない可能性がある。
【０２０３】
これに対して、本実施形態では、コントローラ３０は、アームシリンダ８の動作に合わせて、バケット６（スレーブ要素）の制御基準の目標施工面に対する鉛直方向の位置を調整するように、バケットシリンダ９の動作を制御する。具体的には、コントローラ３０は、アームシリンダ８の動作に合わせて、バケット６の制御基準の鉛直方向の位置を調整するように、ブームシリンダ７の動作を制御する前提の下で、ブーム４（スレーブ要素）の動作制御、つまり、ブームシリンダ７の動作制御では、バケット６の制御基準の位置を精度良く鉛直方向に調整できないと判断可能な条件、つまり、上記所定の条件が成立した場合、アームシリンダ８の動作に合わせて、バケット６の制御基準の鉛直方向の位置を調整するように、バケットシリンダ９の動作を制御する。これにより、バケットシリンダ９は、作用する荷重が相対的に小さく、且つ、アタッチメントＡＴの先端部に位置し、きめ細かい動作制御が実現可能であるため、コントローラ３０は、バケット６の制御基準の鉛直方向の位置をより精度よく調整することができる。つまり、コントローラ３０は、オペレータの操作や自律運転機能の操作指令等に応じて、アタッチメントＡＴの先端部の作業部位を目標施工面により精度良く一致させることができる。
【０２０４】
また、本実施形態では、コントローラ３０は、所定の条件が成立した場合、バケット６の制御基準を変更する。これにより、例えば、バケット６の背面を目標施工面に一致させる場合に、バケット６の背面と目標施工面との接点は、バケット６を含むアタッチメントの姿勢状態に応じて変化しうるところ、コントローラ３０は、それに合わせて、バケット６の制御基準を変更させることができる。
【０２０５】
また、本実施形態では、コントローラ３０は、バケット６及び目標施工面の相対的な位置関係と、バケット６の背面の形状とに基づき、所定の条件が成立した場合における変更後のバケット６の制御基準を決定する。例えば、バケット６を回動させてバケット６の背面を目標施工面に一致させる場合のバケット６の目標施工面との接する位置は、目標施工面とバケット６との間の相対位置関係、及び、バケット６の背面の側面視での外形形状によって決まるからである。
【０２０６】
また、本実施形態では、所定の条件が成立した場合における変更後のバケット６の制御基準は、バケット６の背面を目標施工面に一致するように回動させたときのバケット６の背面における目標施工面と接する位置に対応する。これにより、コントローラ３０は、バケット６の背面が目標施工面に接するように、バケット６を回動させることができる。
【０２０７】
また、本実施形態では、コントローラ３０は、目標施工面にバケット６の背面が一致するために必要なバケット６の回動角度に対応するバケットシリンダ９の指令値（バケットシリンダ９を駆動する制御弁１７４に作用させるパイロット圧指令値）を出力する。これにより、コントローラ３０は、具体的に、バケット６を駆動させるバケットシリンダ９を制御し、バケット６の背面が目標施工面に一致する状態を実現することができる。
【０２０８】
また、本実施形態では、コントローラ３０は、アームシリンダ８の動作に合わせて、バケット６の制御基準の鉛直方向の位置を調整するように、バケットシリンダ９の動作を制御することが可能か否か、つまり、バケット制御が実行可能か否かを判定する。これにより、上述の如く、例えば、バケット６を回動させた場合に、バケット６の作業部位以外の部位（例えば、バケット６の作業部位がバケット６の背面である場合のバケット６の爪等）が目標施工面に当接してしまうような事態を抑制できる。
【０２０９】
［変形・変更］
以上、実施形態について詳述したが、本開示はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【０２１０】
例えば、上述した実施形態では、コントローラ３０は、ブーム制御を前提としつつ、ブーム制御では、バケット６の制御基準の位置を精度良く鉛直方向に調整できないと判定した場合（つまり、上述の所定の条件が成立した場合）に、バケット制御を実行するが、当該態様には限定されない。具体的には、コントローラ３０は、ブーム制御を前提としない態様で、バケット制御、つまり、アームシリンダ８の動作に合わせて、バケット６の制御基準の鉛直方向の位置を調整するように、バケットシリンダ９の動作の制御を行ってもよい。
【０２１１】
また、上述した実施形態及び変形例では、コントローラ３０は、エンドアタッチメントとしてのバケット６の制御基準の位置を調整するが、同様の態様で、他の種類のエンドアタッチメント（例えば、ブレーカ等）の作業部位に規定される制御基準の位置を調整してもよい。つまり、コントローラ３０は、アームシリンダ８の動作に合わせて、任意のエンドアタッチメントの制御基準の鉛直方向の位置を調整するように、バケットシリンダ９の動作を制御してよい。
【０２１２】
また、上述した実施形態及び変形例では、ショベル１００は、下部走行体１、上部旋回体３、ブーム４、アーム５、及びバケット６等の各種動作要素を全て油圧駆動する構成であったが、その一部が電気駆動される構成であってもよい。つまり、上述した実施形態で開示される構成等は、ハイブリッドショベルや電動ショベル等に適用されてもよい。
【０２１３】
最後に、本願は、２０１８年１１月６日に出願した日本国特許出願２０１８−２０９１１３号に基づく優先権を主張するものであり、日本国特許出願の全内容を本願に参照により援用する。
【符号の説明】
【０２１４】
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
２６  操作装置
２６Ｌ  左操作レバー
２６Ｒ  右操作レバー
２９，２９ＡＬ，２９ＢＬ，２９ＣＬ，２９ＤＬ  操作圧センサ
３０  コントローラ（制御装置）
３１，３１ＡＬ，３１ＡＲ，３１ＢＬ，３１ＢＲ，３１ＣＬ，３１ＣＲ，３１ＤＬ，３１ＤＲ  比例弁
３２，３２ＡＬ，３２ＡＲ，３２ＢＬ，３２ＢＲ，３２ＣＬ，３２ＣＲ，３２ＤＬ，３２ＤＲ  シャトル弁
３３，３３ＡＬ，３３ＡＲ，３３ＢＬ，３３ＢＲ，３３ＣＬ，３３ＣＲ，３３ＤＬ，３３ＤＲ  減圧用比例弁
１００  ショベル
ＡＴ  アタッチメント
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
Ｓ５  旋回状態センサ
【図１】
2020095935.tif 000003
【図２】
2020095935.tif 000004
【図３】
2020095935.tif 000005
【図４Ａ】
2020095935.tif 000006
【図４Ｂ】
2020095935.tif 000007
【図４Ｃ】
2020095935.tif 000008
【図４Ｄ】
2020095935.tif 000009
【図５】
2020095935.tif 000010
【図６Ａ】
2020095935.tif 000011
【図６Ｂ】
2020095935.tif 000012
【図７】
2020095935.tif 000013
【図８】
2020095935.tif 000014
【図９】
2020095935.tif 000015
【図１０】
2020095935.tif 000016
【手続補正書】
【提出日】令和2年3月10日(2020.3.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下部走行体と、
前記下部走行体に対して、旋回自在に搭載される上部旋回体と、
前記上部旋回体に取り付けられ、ブーム、アーム、及びバケットを含むアタッチメントと、
前記アームを駆動するアームシリンダと、
前記バケットを駆動するバケットシリンダと、
前記アームシリンダの動作に合わせて、前記バケットの所定の作業部位に設定される制御基準の目標施工面に対する鉛直方向の位置を調整するように、前記バケットシリンダの動作を制御する制御装置と、を備える、
ショベル。
【請求項２】
前記ブームを駆動するブームシリンダを備え、
前記制御装置は、前記アームシリンダの動作に合わせて、前記制御基準の前記鉛直方向の位置を調整するように、前記ブームシリンダの動作を制御し、所定の条件が成立した場合、前記アームシリンダの動作に合わせて、前記制御基準の前記鉛直方向の位置を調整するように、前記バケットシリンダの動作を制御する、
請求項１に記載のショベル。
【請求項３】
前記制御装置は、前記所定の条件が成立した場合、前記制御基準を変更する、
請求項２に記載のショベル。
【請求項４】
前記制御装置は、前記バケット及び前記目標施工面の相対的な位置関係と、前記バケットの背面の形状とに基づき、前記所定の条件が成立した場合における変更後の前記制御基準を決定する、
請求項３に記載のショベル。
【請求項５】
前記所定の条件が成立した場合における変更後の前記制御基準は、前記バケットの背面を前記目標施工面に一致するように回動させたときの前記バケットの背面における前記目標施工面と接する位置に対応する、
請求項４に記載のショベル。
【請求項６】
前記制御装置は、前記目標施工面に前記バケットの背面が一致するために必要な前記バケットの回動角度に対応する前記バケットシリンダの指令値を出力する、
請求項１乃至５の何れか一項に記載のショベル。
【請求項７】
前記制御装置は、前記アームシリンダの動作に合わせて、前記制御基準の前記鉛直方向の位置を調整するように、前記バケットシリンダの動作を制御することが可能か否かを判定する、
請求項１乃至６の何れか一項に記載のショベル。
【請求項８】
ショベルの周囲の様子を認識する空間認識装置を備え、
前記制御装置は、前記アームシリンダ及び前記バケットシリンダを含むアクチュエータの動作開始前において、前記空間認識装置の取得情報に基づきショベルから所定範囲内に人が存在すると判断された場合に、前記アクチュエータを動作不能とする、
請求項１に記載のショベル。
【請求項９】
ショベルの周囲の様子を認識する空間認識装置と、
前記アームシリンダ及び前記バケットシリンダを含むアクチュエータの操作を受け付ける操作装置と、を備え、
前記制御装置は、前記アクチュエータの動作開始前において、前記空間認識装置の取得情報に基づきショベルから所定範囲内に人が存在すると判断されると、前記操作装置が操作されても前記アクチュエータを駆動させない、
請求項１に記載のショベル。
【請求項１０】
下部走行体と、
前記下部走行体に対して、旋回自在に搭載される上部旋回体と、
前記上部旋回体に取り付けられ、複数の動作要素を含むアタッチメントと、
一のアタッチメント動作指令に基づき、前記複数の動作要素のうちの一の動作要素に関する一のマスタ指令と、前記複数の動作要素のうちの前記一の動作要素以外の動作要素に関する複数のスレーブ指令とを生成すると共に、所定の条件に基づき、前記複数のスレーブ指令の中で前記マスタ指令に同期させるスレーブ指令を切り換える制御装置と、を備える、
ショベル。
【請求項１１】
前記制御装置は、作業部位に設定される制御基準の位置を調整するように、前記一の動作要素以外の動作要素の動作を制御する、
請求項１０に記載のショベル。
【請求項１２】
前記制御装置は、前記所定の条件が成立した場合、前記制御基準を変更する、
請求項１１に記載のショベル。
【請求項１３】
前記複数の動作要素には、前記アタッチメントの先端に取り付けられるバケットが含まれ、
前記制御装置は、前記バケット及び目標施工面の相対的な位置関係と、前記バケットの背面の形状とに基づき、前記所定の条件が成立した場合における変更後の前記制御基準を決定する、
請求項１２に記載のショベル。
【請求項１４】
ショベルの周囲の様子を認識する空間認識装置を備え、
前記制御装置は、前記複数の動作要素の動作開始前において、前記空間認識装置の取得情報に基づきショベルから所定範囲内に人が存在すると判断された場合に、前記複数の動作要素の少なくとも一つの動作要素を動作不能とする、
請求項１０に記載のショベル。
【請求項１５】
油圧ポンプからの作動油を、前記動作要素を駆動する油圧アクチュエータへ供給する制御弁と、
前記制御弁のパイロットポートに作用するパイロット圧を調整する比例弁と、を備え、
前記比例弁には、前記制御装置から制御電流が入力される、
請求項１０に記載のショベル。
【国際調査報告】
2020095935.tif 000017
2020095935.tif 000018
2020095935.tif 000019
2020095935.tif 000020
2020095935.tif 000021
2020095935.tif 000022
2020095935.tif 000023