(57)【要約】  本発明の実施形態に係るショベル（１００）は、下部走行体（１）と、下部走行体（１）に旋回自在に搭載された上部旋回体（３）と、上部旋回体（３）に設けられた物体検知装置（７０）と、ショベルの駆動部の制動を実行可能なコントローラ（３０）と、を備えている。コントローラ（３０）は、物体検知装置７０が物体を検知した場合に、駆動部の制動を自動的に実行する。そして、駆動部の制動を実行している場合に、操作者が操作継続の意思を有すると判定したときに、駆動部の制動を解除するように構成されている。
2019189589.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下部走行体と、
前記下部走行体に旋回自在に搭載された上部旋回体と、
前記上部旋回体に設けられた物体検知装置と、
ショベルの駆動部の制動を実行可能な制御装置と、を備え、
前記制御装置は、前記物体検知装置が物体を検知した場合に前記制動を自動的に実行し、前記制動を実行している場合に、操作者が操作継続の意思を有すると判定したときに前記制動を解除するように構成されている、
ショベル。
【請求項２】
前記制御装置は、操作レバーが再操作されたときに、操作者が操作継続の意思を有すると判定する、
請求項１に記載のショベル。
【請求項３】
前記制御装置は、前記操作レバーが第１操作方向に複数回操作された場合に、前記操作レバーの再操作が行われたと判定する、
請求項２に記載のショベル。
【請求項４】
前記制御装置は、所定のスイッチが操作された状態で操作レバーが再操作されたときに、操作者が操作継続の意思を有すると判定する、
請求項１に記載のショベル。
【請求項５】
運転室内を撮像する室内撮像装置又は音声認識装置を備え、
前記制御装置は、前記室内撮像装置が撮像した画像又は音声認識装置が認識した音声に基づいて操作者の操作継続の意思の有無を判定する、
請求項１に記載のショベル。
【請求項６】
前記制御装置は、前記操作レバーが第１操作方向に一定時間以上操作された場合に、前記操作レバーの再操作が行われたと判定する、
請求項２に記載のショベル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、掘削機としてのショベルに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ショベルの周囲に人が存在すると判定した場合に、操作レバーによる操作を無効にしてショベルの動きを制限するショベルが知られている（特許文献１参照。）。このショベルは、ディスプレイに表示されたソフトウェアボタンが押されたときに、ショベルの動きが制限された状態を解除できるように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−１０１６６４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、上述のショベルを操作する操作者は、ショベルの動きが制限された状態を解除するために操作レバーから手を離してソフトウェアボタンを押す必要がある。そのため、上述のショベルは、操作者に煩わしさを感じさせてしまうおそれがある。【０００５】
そこで、ショベルの動きが制限された状態をより簡単に解除できるショベルを提供することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の実施形態に係るショベルは、下部走行体と、前記下部走行体に旋回自在に搭載された上部旋回体と、前記上部旋回体に設けられた物体検知装置と、ショベルの駆動部の制動を実行可能な制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記物体検知装置が物体を検知した場合に前記制動を自動的に実行し、前記制動を実行している場合に、操作者が操作継続の意思を有すると判定したときに前記制動を解除するように構成されている。
【発明の効果】
【０００７】
上述の手段により、ショベルの動きが制限された状態をより簡単に解除できるショベルが提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態に係るショベルの側面図である。
【図２】本発明の実施形態に係るショベルの上面図である。
【図３】ショベルに搭載される基本システムの構成例を示す図である。
【図４】ショベルに搭載される油圧システムの構成例を示す図である。
【図５Ａ】アームシリンダの操作に関する油圧システムの一部の図である。
【図５Ｂ】ブームシリンダの操作に関する油圧システムの一部の図である。
【図５Ｃ】バケットシリンダの操作に関する油圧システムの一部の図である。
【図５Ｄ】旋回用油圧モータの操作に関する油圧システムの一部の図である。
【図６】コントローラの機能ブロック図である。
【図７】表示画面の一例を示す図である。
【図８】制動解除処理の一例のフローチャートである。
【図９】制動解除処理の別の一例のフローチャートである。
【図１０】制動解除処理の更に別の一例のフローチャートである。
【図１１】制動解除処理の更に別の一例のフローチャートである。
【図１２】電気式操作システムの構成例を示す図である。
【図１３】ショベルの管理システムの構成例を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
最初に、図１及び図２を参照して、本発明の実施形態に係る掘削機としてのショベル１００について説明する。図１はショベル１００の側面図であり、図２はショベル１００の上面図である。
【００１０】
本実施形態では、ショベル１００の下部走行体１は被駆動体としてのクローラ１Ｃを含む。クローラ１Ｃは、下部走行体１に搭載されている走行用油圧モータ２Ｍによって駆動される。但し、走行用油圧モータ２Ｍは、電動アクチュエータとしての走行用電動発電機であってもよい。具体的には、クローラ１Ｃは左クローラ１ＣＬ及び右クローラ１ＣＲを含む。左クローラ１ＣＬは左走行用油圧モータ２ＭＬによって駆動され、右クローラ１ＣＲは右走行用油圧モータ２ＭＲによって駆動される。下部走行体１は、クローラ１Ｃによって駆動されるため、被駆動体として機能する。
【００１１】
下部走行体１には旋回機構２を介して上部旋回体３が旋回可能に搭載されている。被駆動体としての旋回機構２は、上部旋回体３に搭載されている旋回用油圧モータ２Ａによって駆動される。但し、旋回用油圧モータ２Ａは、電動アクチュエータとしての旋回用電動発電機であってもよい。上部旋回体３は、旋回機構２によって駆動されるため、被駆動体として機能する。
【００１２】
上部旋回体３には被駆動体としてのブーム４が取り付けられている。ブーム４の先端には被駆動体としてのアーム５が取り付けられ、アーム５の先端に被駆動体及びエンドアタッチメントとしてのバケット６が取り付けられている。ブーム４、アーム５及びバケット６は、アタッチメントの一例である掘削アタッチメントを構成する。ブーム４はブームシリンダ７で駆動され、アーム５はアームシリンダ８で駆動され、バケット６はバケットシリンダ９で駆動される。
【００１３】
ブーム４にはブーム角度センサＳ１が取り付けられ、アーム５にはアーム角度センサＳ２が取り付けられ、バケット６にはバケット角度センサＳ３が取り付けられている。
【００１４】
ブーム角度センサＳ１はブーム４の回動角度を検出する。本実施形態では、ブーム角度センサＳ１は加速度センサであり、上部旋回体３に対するブーム４の回動角度であるブーム角度を検出できる。ブーム角度は、例えば、ブーム４を最も下げたときに最小角度となり、ブーム４を上げるにつれて大きくなる。
【００１５】
アーム角度センサＳ２はアーム５の回動角度を検出する。本実施形態では、アーム角度センサＳ２は加速度センサであり、ブーム４に対するアーム５の回動角度であるアーム角度を検出できる。アーム角度は、例えば、アーム５を最も閉じたときに最小角度となり、アーム５を開くにつれて大きくなる。
【００１６】
バケット角度センサＳ３はバケット６の回動角度を検出する。本実施形態では、バケット角度センサＳ３は加速度センサであり、アーム５に対するバケット６の回動角度であるバケット角度を検出できる。バケット角度は、例えば、バケット６を最も閉じたときに最小角度となり、バケット６を開くにつれて大きくなる。
【００１７】
ブーム角度センサＳ１、アーム角度センサＳ２及びバケット角度センサＳ３はそれぞれ、可変抵抗器を利用したポテンショメータ、対応する油圧シリンダのストローク量を検出するストロークセンサ、連結ピン回りの回動角度を検出するロータリエンコーダ、ジャイロセンサ、加速度センサとジャイロセンサの組み合わせ等であってもよい。
【００１８】
上部旋回体３には、運転室としてのキャビン１０が設けられ、且つ、エンジン１１等の動力源が搭載されている。また、上部旋回体３には、コントローラ３０、物体検知装置７０、撮像装置８０、向き検出装置８５、機体傾斜センサＳ４、旋回角速度センサＳ５等が取り付けられている。キャビン１０の内部には、操作装置２６等が設けられている。なお、本書では、便宜上、上部旋回体３における、ブーム４が取り付けられている側を前方とし、カウンタウェイトが取り付けられている側を後方とする。
【００１９】
コントローラ３０は、ショベル１００を制御するための制御装置である。本実施形態では、コントローラ３０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＮＶＲＡＭ、ＲＯＭ等を備えたコンピュータで構成されている。そして、コントローラ３０は、各機能要素に対応するプログラムをＲＯＭから読み出してＲＡＭにロードし、対応する処理をＣＰＵに実行させる。
【００２０】
物体検知装置７０は、ショベル１００の周囲に存在する物体を検知するように構成されている。また、物体検知装置７０は、物体検知装置７０又はショベル１００から認識された物体までの距離を算出するように構成されていてもよい。物体は、例えば、人、動物、車両、建設機械、建造物、穴等を含む。物体検知装置７０は、例えば、超音波センサ、ミリ波レーダ、ステレオカメラ、ＬＩＤＡＲ、距離画像センサ、赤外線センサ等を含む。本実施形態では、物体検知装置７０は、キャビン１０の上面前端に取り付けられた前方センサ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センサ７０Ｒを含む。
【００２１】
物体検知装置７０は、ショベル１００の周囲に設定された所定領域内の所定物体を検知するように構成されていてもよい。例えば、人と人以外の物体とを区別できるように構成されていてもよい。
【００２２】
撮像装置８０は、ショベル１００の周囲を撮像するように構成されている。本実施形態では、撮像装置８０は、上部旋回体３の上面後端に取り付けられた後方カメラ８０Ｂ、上部旋回体３の上面左端に取り付けられた左方カメラ８０Ｌ、及び、上部旋回体３の上面右端に取り付けられた右方カメラ８０Ｒを含む。前方カメラを含んでいてもよい。
【００２３】
後方カメラ８０Ｂは後方センサ７０Ｂに隣接して配置され、左方カメラ８０Ｌは左方センサ７０Ｌに隣接して配置され、且つ、右方カメラ８０Ｒは右方センサ７０Ｒに隣接して配置されている。前方カメラは、前方センサ７０Ｆに隣接して配置されていてもよい。
【００２４】
撮像装置８０が撮像した画像は、キャビン１０内に設置されている表示装置ＤＳに表示される。撮像装置８０は、俯瞰画像等の視点変換画像を表示装置ＤＳに表示できるように構成されていてもよい。俯瞰画像は、例えば、後方カメラ８０Ｂ、左方カメラ８０Ｌ及び右方カメラ８０Ｒのそれぞれが出力する画像を合成して生成される。
【００２５】
撮像装置８０は、物体検知装置として機能してもよい。この場合、物体検知装置７０は省略されてもよい。
【００２６】
この構成により、ショベル１００は、物体検知装置７０が検知した物体の画像を表示装置ＤＳに表示できる。そのため、ショベル１００の操作者は、被駆動体の動作が制限或いは禁止された場合、表示装置ＤＳに表示されている画像を見ることで、その原因となった物体が何であるかをすぐに確認できる。
【００２７】
向き検出装置８５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（以下、「向きに関する情報」とする。）を検出するように構成されている。例えば、向き検出装置８５は、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で構成されていてもよい。或いは、向き検出装置８５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で構成されていてもよい。旋回用電動発電機で上部旋回体３が旋回駆動される構成では、向き検出装置８５は、レゾルバで構成されていてもよい。向き検出装置８５は、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配置されていてもよい。
【００２８】
機体傾斜センサＳ４は、所定の平面に対するショベル１００の傾斜を検出する。本実施形態では、機体傾斜センサＳ４は、水平面に関する上部旋回体３の前後軸の傾斜角及び左右軸の傾斜角を検出する加速度センサである。加速度センサとジャイロセンサの組み合わせで構成されていてもよい。上部旋回体３の前後軸及び左右軸は、例えば、互いに直交してショベル１００の旋回軸上の一点であるショベル中心点を通る。
【００２９】
旋回角速度センサＳ５は、上部旋回体３の旋回角速度を検出する。本実施形態では、ジャイロセンサである。レゾルバ、ロータリエンコーダ等であってもよい。旋回角速度センサＳ５は、旋回速度を検出してもよい。旋回速度は、旋回角速度から算出されてもよい。
【００３０】
以下では、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及び旋回角速度センサＳ５の任意の組み合わせは、集合的に姿勢センサとも称される。
【００３１】
次に、図３を参照し、ショベル１００に搭載される基本システムについて説明する。図３は、ショベル１００に搭載される基本システムの構成例を示す。図３において、機械的動力伝達ラインは二重線、作動油ラインは太実線、パイロットラインは破線、電力ラインは細実線、電気制御ラインは一点鎖線でそれぞれ示されている。
【００３２】
基本システムは、主に、エンジン１１、メインポンプ１４、パイロットポンプ１５、コントロールバルブ１７、操作装置２６、操作圧センサ２９、コントローラ３０、警報装置４９、制御弁６０、物体検知装置７０、エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ７４）、エンジン回転数調整ダイヤル７５及び撮像装置８０等を含む。
【００３３】
エンジン１１は、負荷の増減にかかわらずエンジン回転数を一定に維持するアイソクロナス制御を採用したディーゼルエンジンである。エンジン１１における燃料噴射量、燃料噴射タイミング、ブースト圧等は、ＥＣＵ７４により制御される。エンジン１１は油圧ポンプとしてのメインポンプ１４及びパイロットポンプ１５のそれぞれに接続されている。メインポンプ１４は作動油ラインを介してコントロールバルブ１７に接続されている。
【００３４】
コントロールバルブ１７は、ショベル１００の油圧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、左走行用油圧モータ２ＭＬ、右走行用油圧モータ２ＭＲ、ブームシリンダ７、アームシリンダ８、バケットシリンダ９、旋回用油圧モータ２Ａ等の油圧アクチュエータに接続されている。具体的には、コントロールバルブ１７は、各油圧アクチュエータに対応する複数のスプール弁を含む。各スプール弁は、ＰＣポートの開口面積及びＣＴポートの開口面積を増減できるように、パイロット圧に応じて変位可能に構成されている。ＰＣポートは、メインポンプ１４と油圧アクチュエータとを連通させるポートである。ＣＴポートは、油圧アクチュエータと作動油タンクとを連通させるポートである。
【００３５】
操作装置２６は、操作者がアクチュエータの操作のために用いる装置である。アクチュエータは、油圧アクチュエータ及び電動アクチュエータの少なくとも一方を含む。本実施形態では、操作装置２６は、油圧式操作装置であり、パイロットラインを介して、パイロットポンプ１５が吐出する作動油を、コントロールバルブ１７内の対応するスプール弁のパイロットポートに供給する。パイロットポートのそれぞれに供給される作動油の圧力（パイロット圧）は、油圧アクチュエータのそれぞれに対応する操作装置２６の操作方向及び操作量に応じた圧力である。操作装置２６は、例えば、左操作レバー、右操作レバー及び走行操作装置を含む。走行操作装置は、例えば、走行レバー及び走行ペダルを含む。操作装置２６は、電気式操作装置であってもよい。
【００３６】
吐出圧センサ２８は、メインポンプ１４の吐出圧を検出する。本実施形態では、吐出圧センサ２８は、検出した値をコントローラ３０に対して出力する。
【００３７】
操作圧センサ２９は、操作者による操作装置２６の操作の内容を検出する。本実施形態では、操作圧センサ２９は、アクチュエータのそれぞれに対応する操作装置２６の操作方向及び操作量を圧力（操作圧）の形で検出し、検出した値をコントローラ３０に対して出力する。操作装置２６の操作内容は、操作圧センサ以外の他のセンサを用いて検出されてもよい。
【００３８】
警報装置４９は、ショベル１００の作業に携わる人の注意を喚起できるように構成されている。警報装置４９は、例えば、室内警報装置及び室外警報装置の組み合わせで構成されていてもよい。室内警報装置は、キャビン１０内にいるショベル１００の操作者の注意を喚起できるように構成されている。室内警報装置は、例えば、キャビン１０内に設けられた音出力装置ＡＤ、振動発生装置及び発光装置の少なくとも１つを含む。室内警報装置は、表示装置ＤＳであってもよい。室外警報装置は、ショベル１００の周囲で作業する作業者の注意を喚起できるように構成されている。室外警報装置は、例えば、キャビン１０の外に設けられた音出力装置ＡＤ及び発光装置の少なくとも１つを含む。室外警報装置としての音出力装置ＡＤは、例えば、上部旋回体３の底面に取り付けられている走行アラーム装置であってもよい。室外警報装置は、上部旋回体３上に設けられる発光装置であってもよい。但し、室外警報装置は省略されてもよい。警報装置４９は、例えば、物体検知装置７０が物体を検知した場合に、ショベル１００の作業に携わる人にその旨を報知してもよい。
【００３９】
制御弁６０は、操作装置２６の有効状態と無効状態とを切り換えできるように構成されている。操作装置２６の有効状態は、操作者が操作装置２６を用いて油圧アクチュエータを操作できる状態である。操作装置２６の無効状態は、操作者が操作装置２６を用いて油圧アクチュエータを操作できない状態である。本実施形態では、制御弁６０は、コントローラ３０からの指令に応じて動作するように構成されているゲートロック弁である。具体的には、制御弁６０は、パイロットポンプ１５と操作装置２６とを繋ぐパイロットラインに配置され、コントローラ３０からの指令に応じてパイロットラインの遮断・連通を切り換えできるように構成されている。操作装置２６は、例えば、不図示のゲートロックレバーが引き上げられてゲートロック弁が開かれたときに有効状態となり、ゲートロックレバーが押し下げられてゲートロック弁が閉じられたときに無効状態となる。
【００４０】
ＥＣＵ７４は、冷却水温等、エンジン１１の状態に関するデータをコントローラ３０に向けて出力する。メインポンプ１４のレギュレータ１３は、斜板傾転角に関するデータをコントローラ３０に向けて出力する。吐出圧センサ２８は、メインポンプ１４の吐出圧に関するデータをコントローラ３０に向けて出力する。作動油タンクとメインポンプ１４との間の管路に設けられた油温センサ１４ｃは、その管路を流れる作動油の温度に関するデータをコントローラ３０に向けて出力する。操作圧センサ２９は、操作装置２６が操作されたときに生成されるパイロット圧に関するデータをコントローラ３０に向けて出力する。コントローラ３０は一時記憶部（メモリ）にこれらのデータを蓄積しておき、必要なときに表示装置ＤＳに向けて出力できる。
【００４１】
エンジン回転数調整ダイヤル７５は、エンジン１１の回転数を調整するためのダイヤルである。エンジン回転数調整ダイヤル７５は、エンジン回転数の設定状態に関するデータをコントローラ３０に向けて出力する。エンジン回転数調整ダイヤル７５は、ＳＰモード、Ｈモード、Ａモード及びアイドリングモードの４段階でエンジン回転数を切り換えできるように構成されている。ＳＰモードは、作業量を優先したい場合に選択される回転数モードであり、最も高いエンジン回転数を利用する。Ｈモードは、作業量と燃費を両立させたい場合に選択される回転数モードであり、二番目に高いエンジン回転数を利用する。Ａモードは、燃費を優先させながら低騒音でショベル１００を稼働させたい場合に選択される回転数モードであり、三番目に高いエンジン回転数を利用する。アイドリングモードは、エンジン１１をアイドリング状態にしたい場合に選択される回転数モードであり、最も低いエンジン回転数を利用する。エンジン１１は、エンジン回転数調整ダイヤル７５で設定された回転数モードに対応するエンジン回転数で一定となるように制御される。
【００４２】
表示装置ＤＳは、制御部ＤＳａ、画像表示部ＤＳ１、及び、入力部としてのスイッチパネルＤＳ２を有する。制御部ＤＳａは、画像表示部ＤＳ１に表示される画像を制御できるように構成されている。本実施形態では、制御部ＤＳａは、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＮＶＲＡＭ、ＲＯＭ等を備えたコンピュータで構成されている。この場合、制御部ＤＳａは、各機能要素に対応するプログラムをＲＯＭから読み出してＲＡＭにロードし、対応する処理をＣＰＵに実行させる。但し、各機能要素は、ハードウェアで構成されていてもよく、ソフトウェアとハードウェアの組み合わせで構成されていてもよい。また、画像表示部ＤＳ１に表示される画像は、コントローラ３０又は撮像装置８０によって制御されてもよい。
【００４３】
スイッチパネルＤＳ２は、ハードウェアスイッチを含むパネルである。スイッチパネルＤＳ２は、タッチパネルであってもよい。表示装置ＤＳは、蓄電池ＢＴから電力の供給を受けて動作する。蓄電池ＢＴは、例えば、オルタネータ１１ａで発電した電気で充電される。蓄電池ＢＴの電力は、コントローラ３０等に供給されてもよい。エンジン１１のスタータ１１ｂは、例えば、蓄電池ＢＴからの電力で駆動され、エンジン１１を始動する。
【００４４】
レバーボタンＬＢは、操作装置２６に設けられたボタンである。本実施形態では、レバーボタンＬＢは、操作装置２６としての操作レバーの先端に設けられたボタンである。ショベル１００の操作者は、操作レバーを操作しながらレバーボタンＬＢを操作できる。操作者は、例えば、操作レバーを手で握った状態でレバーボタンＬＢを親指で押すことができる。
【００４５】
次に、図４を参照し、ショベル１００に搭載される油圧システムの構成例について説明する。図４は、ショベル１００に搭載される油圧システムの構成例を示す図である。図４は、機械的動力伝達系、作動油ライン、パイロットライン及び電気制御系を、それぞれ二重線、実線、破線及び点線で示している。
【００４６】
ショベル１００の油圧システムは、主に、エンジン１１、レギュレータ１３、メインポンプ１４、パイロットポンプ１５、コントロールバルブ１７、操作装置２６、吐出圧センサ２８、操作圧センサ２９、コントローラ３０、制御弁６０等を含む。
【００４７】
図４において、油圧システムは、エンジン１１によって駆動されるメインポンプ１４から、センターバイパス管路４０又はパラレル管路４２を経て作動油タンクまで作動油を循環させている。
【００４８】
エンジン１１は、ショベル１００の駆動源である。本実施形態では、エンジン１１は、例えば、所定の回転数を維持するように動作するディーゼルエンジンである。エンジン１１の出力軸は、メインポンプ１４及びパイロットポンプ１５のそれぞれの入力軸に連結されている。
【００４９】
メインポンプ１４は、作動油ラインを介して作動油をコントロールバルブ１７に供給する。本実施形態では、メインポンプ１４は、斜板式可変容量型油圧ポンプである。
【００５０】
レギュレータ１３は、メインポンプ１４の吐出量を制御する。本実施形態では、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の斜板傾転角を調節することによってメインポンプ１４の吐出量を制御する。
【００５１】
パイロットポンプ１５は、パイロットラインを介して操作装置２６を含む油圧制御機器に作動油を供給するように構成されている。本実施形態では、パイロットポンプ１５は、固定容量型油圧ポンプである。但し、パイロットポンプ１５は、省略されてもよい。この場合、パイロットポンプ１５が担っていた機能は、メインポンプ１４によって実現されてもよい。すなわち、メインポンプ１４は、コントロールバルブ１７に作動油を供給する機能とは別に、絞り等により作動油の圧力を低下させた後で操作装置２６等に作動油を供給する機能を備えていてもよい。
【００５２】
コントロールバルブ１７は、ショベル１００における油圧システムを制御する油圧制御装置である。本実施形態では、コントロールバルブ１７は、制御弁１７１〜１７６を含む。制御弁１７５は制御弁１７５Ｌ及び制御弁１７５Ｒを含み、制御弁１７６は制御弁１７６Ｌ及び制御弁１７５６を含む。コントロールバルブ１７は、制御弁１７１〜１７６を通じ、メインポンプ１４が吐出する作動油を１又は複数の油圧アクチュエータに選択的に供給できる。制御弁１７１〜１７６は、メインポンプ１４から油圧アクチュエータに流れる作動油の流量、及び、油圧アクチュエータから作動油タンクに流れる作動油の流量を制御する。油圧アクチュエータは、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、左走行用油圧モータ２ＭＬ、右走行用油圧モータ２ＭＲ及び旋回用油圧モータ２Ａを含む。
【００５３】
メインポンプ１４は、左メインポンプ１４Ｌ及び右メインポンプ１４Ｒを含む。そして、左メインポンプ１４Ｌは、左センターバイパス管路４０Ｌ又は左パラレル管路４２Ｌを経て作動油タンクまで作動油を循環させ、右メインポンプ１４Ｒは、右センターバイパス管路４０Ｒ又は右パラレル管路４２Ｒを経て作動油タンクまで作動油を循環させる。
【００５４】
左センターバイパス管路４０Ｌは、コントロールバルブ１７内に配置された制御弁１７１、１７３、１７５Ｌ及び１７６Ｌを通る作動油ラインである。右センターバイパス管路４０Ｒは、コントロールバルブ１７内に配置された制御弁１７２、１７４、１７５Ｒ及び１７６Ｒを通る作動油ラインである。
【００５５】
制御弁１７１は、左メインポンプ１４Ｌが吐出する作動油を左走行用油圧モータ２ＭＬへ供給し、且つ、左走行用油圧モータ２ＭＬが吐出する作動油を作動油タンクへ排出するために作動油の流れを切り換えるスプール弁である。
【００５６】
制御弁１７２は、右メインポンプ１４Ｒが吐出する作動油を右走行用油圧モータ２ＭＲへ供給し、且つ、右走行用油圧モータ２ＭＲが吐出する作動油を作動油タンクへ排出するために作動油の流れを切り換えるスプール弁である。
【００５７】
制御弁１７３は、左メインポンプ１４Ｌが吐出する作動油を旋回用油圧モータ２Ａへ供給し、且つ、旋回用油圧モータ２Ａが吐出する作動油を作動油タンクへ排出するために作動油の流れを切り換えるスプール弁である。
【００５８】
制御弁１７４は、右メインポンプ１４Ｒが吐出す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するために作動油の流れを切り換えるスプール弁である。
【００５９】
制御弁１７５Ｌは、左メインポンプ１４Ｌが吐出する作動油をブームシリンダ７へ供給するために作動油の流れを切り換えるスプール弁である。制御弁１７５Ｒは、右メインポンプ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するために作動油の流れを切り換えるスプール弁である。
【００６０】
制御弁１７６Ｌは、左メインポンプ１４Ｌ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するために作動油の流れを切り換えるスプール弁である。
【００６１】
制御弁１７６Ｒは、右メインポンプ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するために作動油の流れを切り換えるスプール弁である。
【００６２】
左パラレル管路４２Ｌは、左センターバイパス管路４０Ｌに並行する作動油ラインである。左パラレル管路４２Ｌは、制御弁１７１、１７３、１７５Ｌの何れかによって左センターバイパス管路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。右パラレル管路４２Ｒは、右センターバイパス管路４０Ｒに並行する作動油ラインである。右パラレル管路４２Ｒは、制御弁１７２、１７４、１７５Ｒの何れかによって右センターバイパス管路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。
【００６３】
レギュレータ１３は、左レギュレータ１３Ｌ及び右レギュレータ１３Ｒを含む。左レギュレータ１３Ｌは、左メインポンプ１４Ｌの吐出圧に応じて左メインポンプ１４Ｌの斜板傾転角を調節することによって、左メインポンプ１４Ｌの吐出量を制御する。具体的には、左レギュレータ１３Ｌは、例えば、左メインポンプ１４Ｌの吐出圧の増大に応じて左メインポンプ１４Ｌの斜板傾転角を調節して吐出量を減少させる。右レギュレータ１３Ｒについても同様である。吐出圧と吐出量との積で表されるメインポンプ１４の吸収馬力がエンジン１１の出力馬力を超えないようにするためである。
【００６４】
操作装置２６は、左操作レバー２６Ｌ、右操作レバー２６Ｒ及び走行レバー２６Ｄを含む。走行レバー２６Ｄは、左走行レバー２６ＤＬ及び右走行レバー２６ＤＲを含む。
【００６５】
左操作レバー２６Ｌは、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、前後方向に操作されると、パイロットポンプ１５が吐出する作動油を利用し、レバー操作量に応じた制御圧を制御弁１７６のパイロットポートに導入させる。また、左右方向に操作されると、パイロットポンプ１５が吐出する作動油を利用し、レバー操作量に応じた制御圧を制御弁１７３のパイロットポートに導入させる。
【００６６】
具体的には、左操作レバー２６Ｌは、アーム閉じ方向に操作された場合に、制御弁１７６Ｌの右パイロットポートに作動油を導入させ、且つ、制御弁１７６Ｒの左パイロットポートに作動油を導入させる。また、左操作レバー２６Ｌは、アーム開き方向に操作された場合には、制御弁１７６Ｌの左パイロットポートに作動油を導入させ、且つ、制御弁１７６Ｒの右パイロットポートに作動油を導入させる。また、左操作レバー２６Ｌは、左旋回方向に操作された場合に、制御弁１７３の左パイロットポートに作動油を導入させ、右旋回方向に操作された場合に、制御弁１７３の右パイロットポートに作動油を導入させる。
【００６７】
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、前後方向に操作されると、パイロットポンプ１５が吐出する作動油を利用し、レバー操作量に応じた制御圧を制御弁１７５のパイロットポートに導入させる。また、左右方向に操作されると、パイロットポンプ１５が吐出する作動油を利用し、レバー操作量に応じた制御圧を制御弁１７４のパイロットポートに導入させる。
【００６８】
具体的には、右操作レバー２６Ｒは、ブーム下げ方向に操作された場合に、制御弁１７５Ｒの左パイロットポートに作動油を導入させる。また、右操作レバー２６Ｒは、ブーム上げ方向に操作された場合には、制御弁１７５Ｌの右パイロットポートに作動油を導入させ、且つ、制御弁１７５Ｒの左パイロットポートに作動油を導入させる。また、右操作レバー２６Ｒは、バケット閉じ方向に操作された場合に、制御弁１７４の右パイロットポートに作動油を導入させ、バケット開き方向に操作された場合に、制御弁１７４の左パイロットポートに作動油を導入させる。
【００６９】
走行レバー２６Ｄは、クローラ１Ｃの操作に用いられる。具体的には、左走行レバー２６ＤＬは、左クローラ１ＣＬの操作に用いられる。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、前後方向に操作されると、パイロットポンプ１５が吐出する作動油を利用し、レバー操作量に応じた制御圧を制御弁１７１のパイロットポートに導入させる。右走行レバー２６ＤＲは、右クローラ１ＣＲの操作に用いられる。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、前後方向に操作されると、パイロットポンプ１５が吐出する作動油を利用し、レバー操作量に応じた制御圧を制御弁１７２のパイロットポートに導入させる。
【００７０】
吐出圧センサ２８は、吐出圧センサ２８Ｌ及び吐出圧センサ２８Ｒを含む。吐出圧センサ２８Ｌは、左メインポンプ１４Ｌの吐出圧を検出し、検出した値をコントローラ３０に対して出力する。吐出圧センサ２８Ｒについても同様である。
【００７１】
操作圧センサ２９は、操作圧センサ２９ＬＡ、２９ＬＢ、２９ＲＡ、２９ＲＢ、２９ＤＬ、２９ＤＲを含む。操作圧センサ２９ＬＡは、操作者による左操作レバー２６Ｌに対する前後方向への操作の内容を圧力の形で検出し、検出した値をコントローラ３０に対して出力する。操作内容は、例えば、レバー操作方向、レバー操作量（レバー操作角度）等である。
【００７２】
同様に、操作圧センサ２９ＬＢは、操作者による左操作レバー２６Ｌに対する左右方向への操作の内容を圧力の形で検出し、検出した値をコントローラ３０に対して出力する。操作圧センサ２９ＲＡは、操作者による右操作レバー２６Ｒに対する前後方向への操作の内容を圧力の形で検出し、検出した値をコントローラ３０に対して出力する。操作圧センサ２９ＲＢは、操作者による右操作レバー２６Ｒに対する左右方向への操作の内容を圧力の形で検出し、検出した値をコントローラ３０に対して出力する。操作圧センサ２９ＤＬは、操作者による左走行レバー２６ＤＬに対する前後方向への操作の内容を圧力の形で検出し、検出した値をコントローラ３０に対して出力する。操作圧センサ２９ＤＲは、操作者による右走行レバー２６ＤＲに対する前後方向への操作の内容を圧力の形で検出し、検出した値をコントローラ３０に対して出力する。
【００７３】
コントローラ３０は、操作圧センサ２９の出力を受信し、必要に応じてレギュレータ１３に対して制御指令を出力し、メインポンプ１４の吐出量を変化させる。
【００７４】
ここで、絞り１８と制御圧センサ１９を用いたネガティブコントロール制御について説明する。絞り１８は左絞り１８Ｌ及び右絞り１８Ｒを含み、制御圧センサ１９は左制御圧センサ１９Ｌ及び右制御圧センサ１９Ｒを含む。
【００７５】
左センターバイパス管路４０Ｌには、最も下流にある制御弁１７６Ｌと作動油タンクとの間に左絞り１８Ｌが配置されている。そのため、左メインポンプ１４Ｌが吐出した作動油の流れは、左絞り１８Ｌで制限される。そして、左絞り１８Ｌは、左レギュレータ１３Ｌを制御するための制御圧を発生させる。左制御圧センサ１９Ｌは、この制御圧を検出するためのセンサであり、検出した値をコントローラ３０に対して出力する。コントローラ３０は、この制御圧に応じて左メインポンプ１４Ｌの斜板傾転角を調節することによって、左メインポンプ１４Ｌの吐出量を制御する。コントローラ３０は、この制御圧が大きいほど左メインポンプ１４Ｌの吐出量を減少させ、この制御圧が小さいほど左メインポンプ１４Ｌの吐出量を増大させる。右メインポンプ１４Ｒの吐出量も同様に制御される。
【００７６】
具体的には、図４で示されるようにショベル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の場合、左メインポンプ１４Ｌが吐出する作動油は、左センターバイパス管路４０Ｌを通って左絞り１８Ｌに至る。そして、左メインポンプ１４Ｌが吐出する作動油の流れは、左絞り１８Ｌの上流で発生する制御圧を増大させる。その結果、コントローラ３０は、左メインポンプ１４Ｌの吐出量を許容最小吐出量まで減少させ、吐出した作動油が左センターバイパス管路４０Ｌを通過する際の圧力損失（ポンピングロス）を抑制する。一方、何れかの油圧アクチュエータが操作された場合、左メインポンプ１４Ｌが吐出する作動油は、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、左メインポンプ１４Ｌが吐出する作動油の流れは、左絞り１８Ｌに至る量を減少或いは消失させ、左絞り１８Ｌの上流で発生する制御圧を低下させる。その結果、コントローラ３０は、左メインポンプ１４Ｌ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の駆動を確かなものとする。なお、コントローラ３０は、右メインポンプ１４Ｒの吐出量も同様に制御する。
【００７７】
上述のような構成により、図４の油圧システムは、待機状態においては、メインポンプ１４における無駄なエネルギ消費を抑制できる。無駄なエネルギ消費は、メインポンプ１４が吐出する作動油がセンターバイパス管路４０で発生させるポンピングロスを含む。また、図４の油圧システムは、油圧アクチュエータを作動させる場合には、メインポンプ１４から必要十分な作動油を作動対象の油圧アクチュエータに確実に供給できる。
【００７８】
制御弁６０は、操作装置２６の有効状態と無効状態とを切り換えるように構成されている。本実施形態では、制御弁６０は、スプール式電磁弁であり、コントローラ３０からの電流指令に応じて動作するように構成されている。操作装置２６の有効状態は、操作者が操作装置２６を操作することで関連する被駆動体を動かすことができる状態であり、操作装置２６の無効状態は、操作者が操作装置２６を操作しても関連する被駆動体を動かすことができない状態である。
【００７９】
本実施形態では、制御弁６０は、パイロットポンプ１５と操作装置２６とを繋ぐパイロットラインＣＤ１の連通状態と遮断状態とを切り換え可能な電磁弁である。具体的には、制御弁６０は、コントローラ３０からの指令に応じてパイロットラインＣＤ１の連通状態と遮断状態とを切り換えるように構成されている。より具体的には、制御弁６０は、第１弁位置になったときにパイロットラインＣＤ１を連通状態とし、第２弁位置になったときにパイロットラインＣＤ１を遮断状態とする。図４は、制御弁６０が第１弁位置となっていること、及び、パイロットラインＣＤ１が連通状態となっていることを示している。
【００８０】
制御弁６０は、不図示のゲートロックレバーに連動するように構成されていてもよい。具体的には、ゲートロックレバーが押し下げられたときにパイロットラインＣＤ１を遮断状態にし、ゲートロックレバーが引き上げられたときにパイロットラインＣＤ１を連通状態にするように構成されていてもよい。また、制御弁６０は、複数の操作装置２６のそれぞれの有効状態と無効状態とを別々に切り換えできるように構成されていてもよい。
【００８１】
次に、図５Ａ〜図５Ｄを参照し、コントローラ３０がマシンコントロール機能によってアクチュエータを動作させるための構成について説明する。図５Ａ〜図５Ｄは、油圧システムの一部の図である。具体的には、図５Ａは、アームシリンダ８の操作に関する油圧システムの一部の図であり、図５Ｂは、ブームシリンダ７の操作に関する油圧システムの一部の図である。図５Ｃは、バケットシリンダ９の操作に関する油圧システムの一部の図であり、図５Ｄは、旋回用油圧モータ２Ａの操作に関する油圧システムの一部の図である。
【００８２】
図５Ａ〜図５Ｄに示すように、油圧システムは、比例弁３１、シャトル弁３２、及び比例弁３３を含む。比例弁３１は、比例弁３１ＡＬ〜３１ＤＬ及び３１ＡＲ〜３１ＤＲを含み、シャトル弁３２は、シャトル弁３２ＡＬ〜３２ＤＬ及び３２ＡＲ〜３２ＤＲを含み、比例弁３３は、比例弁３３ＡＬ〜３３ＤＬ及び３３ＡＲ〜３３ＤＲを含む。
【００８３】
比例弁３１は、マシンコントロール用制御弁として機能する。比例弁３１は、パイロットポンプ１５とシャトル弁３２とを接続する管路に配置され、その管路の流路面積を変更できるように構成されている。本実施形態では、比例弁３１は、コントローラ３０が出力する制御指令に応じて動作する。そのため、コントローラ３０は、操作者による操作装置２６の操作とは無関係に、パイロットポンプ１５が吐出する作動油を、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のパイロットポートに供給できる。
【００８４】
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する。２つの入口ポートのうちの１つは操作装置２６に接続され、他方は比例弁３１に接続されている。出口ポートは、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。
【００８５】
比例弁３３は、比例弁３１と同様に、マシンコントロール用制御弁として機能する。比例弁３３は、操作装置２６とシャトル弁３２とを接続する管路に配置され、その管路の流路面積を変更できるように構成されている。本実施形態では、比例弁３３は、コントローラ３０が出力する制御指令に応じて動作する。そのため、コントローラ３０は、操作者による操作装置２６の操作とは無関係に、操作装置２６が吐出する作動油の圧力を減圧した上で、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のパイロットポートに供給できる。
【００８６】
この構成により、コントローラ３０は、特定の操作装置２６に対する操作が行われていない場合であっても、その特定の操作装置２６に対応する油圧アクチュエータを動作させることができる。また、コントローラ３０は、特定の操作装置２６に対する操作が行われている場合であっても、その特定の操作装置２６に対応する油圧アクチュエータの動作を強制的に停止させることができる。
【００８７】
例えば、図５Ａに示すように、左操作レバー２６Ｌは、アーム５を操作するために用いられる。具体的には、左操作レバー２６Ｌは、パイロットポンプ１５が吐出する作動油を利用し、前後方向への操作に応じたパイロット圧を制御弁１７６のパイロットポートに作用させる。より具体的には、左操作レバー２６Ｌは、アーム閉じ方向（後方向）に操作された場合に、操作量に応じたパイロット圧を制御弁１７６Ｌの右側パイロットポートと制御弁１７６Ｒの左側パイロットポートに作用させる。また、左操作レバー２６Ｌは、アーム開き方向（前方向）に操作された場合には、操作量に応じたパイロット圧を制御弁１７６Ｌの左側パイロットポートと制御弁１７６Ｒの右側パイロットポートに作用させる。
【００８８】
左操作レバー２６ＬにはスイッチＮＳが設けられている。本実施形態では、スイッチＮＳは、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。操作者は、スイッチＮＳを押しながら左操作レバー２６Ｌを操作できる。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。
【００８９】
操作圧センサ２９ＬＡは、操作者による左操作レバー２６Ｌに対する前後方向への操作の内容を圧力の形で検出し、検出した値をコントローラ３０に対して出力する。
【００９０】
比例弁３１ＡＬは、コントローラ３０が出力する電流指令に応じて動作する。そして、パイロットポンプ１５から比例弁３１ＡＬ及びシャトル弁３２ＡＬを介して制御弁１７６Ｌの右側パイロットポート及び制御弁１７６Ｒの左側パイロットポートに導入される作動油によるパイロット圧を調整する。比例弁３１ＡＲは、コントローラ３０が出力する電流指令に応じて動作する。そして、パイロットポンプ１５から比例弁３１ＡＲ及びシャトル弁３２ＡＲを介して制御弁１７６Ｌの左側パイロットポート及び制御弁１７６Ｒの右側パイロットポートに導入される作動油によるパイロット圧を調整する。比例弁３１ＡＬ、３１ＡＲは、制御弁１７６Ｌ、１７６Ｒを任意の弁位置で停止できるようにパイロット圧を調整可能である。
【００９１】
この構成により、コントローラ３０は、操作者によるアーム閉じ操作とは無関係に、パイロットポンプ１５が吐出する作動油を、比例弁３１ＡＬ及びシャトル弁３２ＡＬを介し、制御弁１７６Ｌの右側パイロットポート及び制御弁１７６Ｒの左側パイロットポートに供給できる。すなわち、アーム５を閉じることができる。また、コントローラ３０は、操作者によるアーム開き操作とは無関係に、パイロットポンプ１５が吐出する作動油を、比例弁３１ＡＲ及びシャトル弁３２ＡＲを介し、制御弁１７６Ｌの左側パイロットポート及び制御弁１７６Ｒの右側パイロットポートに供給できる。すなわち、アーム５を開くことができる。
【００９２】
比例弁３３ＡＬは、コントローラ３０が出力する制御指令（電流指令）に応じて動作する。そして、パイロットポンプ１５から左操作レバー２６Ｌ、比例弁３３ＡＬ、及びシャトル弁３２ＡＬを介して制御弁１７６Ｌの右側パイロットポート及び制御弁１７６Ｒの左側パイロットポートに導入される作動油によるパイロット圧を減圧する。比例弁３３ＡＲは、コントローラ３０が出力する制御指令（電流指令）に応じて動作する。そして、パイロットポンプ１５から左操作レバー２６Ｌ、比例弁３３ＡＲ、及びシャトル弁３２ＡＲを介して制御弁１７６Ｌの左側パイロットポート及び制御弁１７６Ｒの右側パイロットポートに導入される作動油によるパイロット圧を減圧する。比例弁３３ＡＬ、３３ＡＲは、制御弁１７６Ｌ、１７６Ｒを任意の弁位置で停止できるようにパイロット圧を調整可能である。
【００９３】
この構成により、コントローラ３０は、操作者による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、制御弁１７６の閉じ側のパイロットポート（制御弁１７６Ｌの左側パイロットポート及び制御弁１７６Ｒの右側パイロットポート）に作用するパイロット圧を減圧し、アーム５の閉じ動作を強制的に停止させることができる。操作者によるアーム開き操作が行われているときにアーム５の開き動作を強制的に停止させる場合についても同様である。
【００９４】
或いは、コントローラ３０は、操作者による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、比例弁３１ＡＲを制御し、制御弁１７６の閉じ側のパイロットポートの反対側にある、制御弁１７６の開き側のパイロットポート（制御弁１７６Ｌの右側パイロットポート及び制御弁１７６Ｒの左側パイロットポート）に作用するパイロット圧を増大させ、制御弁１７６を強制的に中立位置に戻すことで、アーム５の閉じ動作を強制的に停止させてもよい。この場合、比例弁３３ＡＬは省略されてもよい。操作者によるアーム開き操作が行われている場合にアーム５の開き動作を強制的に停止させる場合についても同様である。
【００９５】
また、以下の図５Ｂ〜図５Ｄを参照しながらの説明を省略するが、操作者によるブーム上げ操作又はブーム下げ操作が行われている場合にブーム４の動作を強制的に停止させる場合、操作者によるバケット閉じ操作又はバケット開き操作が行われている場合にバケット６の動作を強制的に停止させる場合、及び、操作者による旋回操作が行われている場合に上部旋回体３の旋回動作を強制的に停止させる場合についても同様である。また、操作者による走行操作が行われている場合に下部走行体１の走行動作を強制的に停止させる場合についても同様である。
【００９６】
また、図５Ｂに示すように、右操作レバー２６Ｒは、ブーム４を操作するために用いられる。具体的には、右操作レバー２６Ｒは、パイロットポンプ１５が吐出する作動油を利用し、前後方向への操作に応じたパイロット圧を制御弁１７５のパイロットポートに作用させる。より具体的には、右操作レバー２６Ｒは、ブーム上げ方向（後方向）に操作された場合に、操作量に応じたパイロット圧を制御弁１７５Ｌの右側パイロットポートと制御弁１７５Ｒの左側パイロットポートに作用させる。また、右操作レバー２６Ｒは、ブーム下げ方向（前方向）に操作された場合には、操作量に応じたパイロット圧を制御弁１７５Ｒの右側パイロットポートに作用させる。
【００９７】
操作圧センサ２９ＲＡは、操作者による右操作レバー２６Ｒに対する前後方向への操作の内容を圧力の形で検出し、検出した値をコントローラ３０に対して出力する。
【００９８】
比例弁３１ＢＬは、コントローラ３０が出力する電流指令に応じて動作する。そして、パイロットポンプ１５から比例弁３１ＢＬ及びシャトル弁３２ＢＬを介して制御弁１７５Ｌの右側パイロットポート及び制御弁１７５Ｒの左側パイロットポートに導入される作動油によるパイロット圧を調整する。比例弁３１ＢＲは、コントローラ３０が出力する電流指令に応じて動作する。そして、パイロットポンプ１５から比例弁３１ＢＲ及びシャトル弁３２ＢＲを介して制御弁１７５Ｌの左側パイロットポート及び制御弁１７５Ｒの右側パイロットポートに導入される作動油によるパイロット圧を調整する。比例弁３１ＢＬ、３１ＢＲは、制御弁１７５Ｌ、１７５Ｒを任意の弁位置で停止できるようにパイロット圧を調整可能である。
【００９９】
この構成により、コントローラ３０は、操作者によるブーム上げ操作とは無関係に、パイロットポンプ１５が吐出する作動油を、比例弁３１ＢＬ及びシャトル弁３２ＢＬを介し、制御弁１７５Ｌの右側パイロットポート及び制御弁１７５Ｒの左側パイロットポートに供給できる。すなわち、ブーム４を上げることができる。また、コントローラ３０は、操作者によるブーム下げ操作とは無関係に、パイロットポンプ１５が吐出する作動油を、比例弁３１ＢＲ及びシャトル弁３２ＢＲを介し、制御弁１７５Ｒの右側パイロットポートに供給できる。すなわち、ブーム４を下げることができる。
【０１００】
また、図５Ｃに示すように、右操作レバー２６Ｒは、バケット６を操作するためにも用いられる。具体的には、右操作レバー２６Ｒは、パイロットポンプ１５が吐出する作動油を利用し、左右方向への操作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。より具体的には、右操作レバー２６Ｒは、バケット閉じ方向（左方向）に操作された場合に、操作量に応じたパイロット圧を制御弁１７４の左側パイロットポートに作用させる。また、右操作レバー２６Ｒは、バケット開き方向（右方向）に操作された場合には、操作量に応じたパイロット圧を制御弁１７４の右側パイロットポートに作用させる。
【０１０１】
操作圧センサ２９ＲＢは、操作者による右操作レバー２６Ｒに対する左右方向への操作の内容を圧力の形で検出し、検出した値をコントローラ３０に対して出力する。
【０１０２】
比例弁３１ＣＬは、コントローラ３０が出力する電流指令に応じて動作する。そして、パイロットポンプ１５から比例弁３１ＣＬ及びシャトル弁３２ＣＬを介して制御弁１７４の左側パイロットポートに導入される作動油によるパイロット圧を調整する。比例弁３１ＣＲは、コントローラ３０が出力する電流指令に応じて動作する。そして、パイロットポンプ１５から比例弁３１ＣＲ及びシャトル弁３２ＣＲを介して制御弁１７４の右側パイロットポートに導入される作動油によるパイロット圧を調整する。比例弁３１ＣＬ、３１ＣＲは、制御弁１７４を任意の弁位置で停止できるようにパイロット圧を調整可能である。
【０１０３】
この構成により、コントローラ３０は、操作者によるバケット閉じ操作とは無関係に、パイロットポンプ１５が吐出する作動油を、比例弁３１ＣＬ及びシャトル弁３２ＣＬを介し、制御弁１７４の左側パイロットポートに供給できる。すなわち、バケット６を閉じることができる。また、コントローラ３０は、操作者によるバケット開き操作とは無関係に、パイロットポンプ１５が吐出する作動油を、比例弁３１ＣＲ及びシャトル弁３２ＣＲを介し、制御弁１７４の右側パイロットポートに供給できる。すなわち、バケット６を開くことができる。
【０１０４】
また、図５Ｄに示すように、左操作レバー２６Ｌは、旋回機構２を操作するためにも用いられる。具体的には、左操作レバー２６Ｌは、パイロットポンプ１５が吐出する作動油を利用し、左右方向への操作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。より具体的には、左操作レバー２６Ｌは、左旋回方向（左方向）に操作された場合に、操作量に応じたパイロット圧を制御弁１７３の左側パイロットポートに作用させる。また、左操作レバー２６Ｌは、右旋回方向（右方向）に操作された場合には、操作量に応じたパイロット圧を制御弁１７３の右側パイロットポートに作用させる。
【０１０５】
操作圧センサ２９ＬＢは、操作者による左操作レバー２６Ｌに対する左右方向への操作の内容を圧力の形で検出し、検出した値をコントローラ３０に対して出力する。
【０１０６】
比例弁３１ＤＬは、コントローラ３０が出力する電流指令に応じて動作する。そして、パイロットポンプ１５から比例弁３１ＤＬ及びシャトル弁３２ＤＬを介して制御弁１７３の左側パイロットポートに導入される作動油によるパイロット圧を調整する。比例弁３１ＤＲは、コントローラ３０が出力する電流指令に応じて動作する。そして、パイロットポンプ１５から比例弁３１ＤＲ及びシャトル弁３２ＤＲを介して制御弁１７３の右側パイロットポートに導入される作動油によるパイロット圧を調整する。比例弁３１ＤＬ、３１ＤＲは、制御弁１７３を任意の弁位置で停止できるようにパイロット圧を調整可能である。
【０１０７】
この構成により、コントローラ３０は、操作者による左旋回操作とは無関係に、パイロットポンプ１５が吐出する作動油を、比例弁３１ＤＬ及びシャトル弁３２ＤＬを介し、制御弁１７３の左側パイロットポートに供給できる。すなわち、旋回機構２を左旋回させることができる。また、コントローラ３０は、操作者による右旋回操作とは無関係に、パイロットポンプ１５が吐出する作動油を、比例弁３１ＤＲ及びシャトル弁３２ＤＲを介し、制御弁１７３の右側パイロットポートに供給できる。すなわち、旋回機構２を右旋回させることができる。
【０１０８】
ショベル１００は、下部走行体１を自動的に前進・後進させる構成を備えていてもよい。この場合、左走行用油圧モータ２ＭＬの操作に関する油圧システム部分、及び、右走行用油圧モータ２ＭＲの操作に関する油圧システム部分は、ブームシリンダ７の操作に関する油圧システム部分等と同じように構成されてもよい。
【０１０９】
次に、図６を参照し、コントローラ３０の機能について説明する。図６は、コントローラ３０の機能ブロック図である。図６の例では、コントローラ３０は、姿勢検出装置、操作装置２６、物体検知装置７０、向き検出装置８５、情報入力装置７２、測位装置７３、及びスイッチＮＳ等の少なくとも１つが出力する信号を受け、様々な演算を実行し、比例弁３１、表示装置ＤＳ及び音出力装置ＡＤ等の少なくとも１つに制御指令を出力できるように構成されている。姿勢検出装置は、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、及び旋回角速度センサＳ５を含む。コントローラ３０は、位置算出部３０Ａ、軌道取得部３０Ｂ、自律制御部３０Ｃ、及び制御モード切換部３０Ｄを機能要素として有する。各機能要素は、ハードウェアで構成されていてもよく、ソフトウェアで構成されていてもよい。
【０１１０】
情報入力装置７２は、ショベルの操作者がコントローラ３０に対して情報を入力できるように構成されている。本実施形態では、情報入力装置７２は、表示装置ＤＳの画像表示部ＤＳ１に近接して設置されるスイッチパネルＤＳ２である。但し、情報入力装置７２は、キャビン１０内に配置されているマイクロフォン等の音入力装置であってもよい。
【０１１１】
測位装置７３は、上部旋回体３の位置を測定するように構成されている。本実施形態では、測位装置７３は、ＧＮＳＳ受信機であり、上部旋回体３の位置を検出し、検出値をコントローラ３０に対して出力する。測位装置７３は、ＧＮＳＳコンパスであってもよい。この場合、測位装置７３は、上部旋回体３の位置及び向きを検出できる。
【０１１２】
位置算出部３０Ａは、測位対象の位置を算出するように構成されている。本実施形態では、位置算出部３０Ａは、アタッチメントの所定部位の基準座標系における座標点を算出する。所定部位は、例えば、バケット６の爪先である。基準座標系の原点は、例えば、旋回軸とショベル１００の接地面との交点である。位置算出部３０Ａは、例えば、ブーム４、アーム５及びバケット６のそれぞれの回動角度からバケット６の爪先の座標点を算出する。位置算出部３０Ａは、バケット６の爪先の中央の座標点だけでなく、バケット６の爪先の左端の座標点、及び、バケット６の爪先の右端の座標点を算出してもよい。この場合、位置算出部３０Ａは、機体傾斜センサＳ４の出力を利用してもよい。
【０１１３】
軌道取得部３０Ｂは、ショベル１００を自律的に動作させるときにアタッチメントの所定部位が辿る軌道である目標軌道を取得するように構成されている。本実施形態では、軌道取得部３０Ｂは、自律制御部３０Ｃがショベル１００を自律的に動作させるときに利用する目標軌道を取得する。具体的には、軌道取得部３０Ｂは、不揮発性記憶装置に記憶されている目標施工面に関するデータに基づいて目標軌道を導き出す。軌道取得部３０Ｂは、物体検知装置７０が認識したショベル１００の周囲の地形に関する情報に基づいて目標軌道を導き出してもよい。或いは、軌道取得部３０Ｂは、揮発性記憶装置に記憶されている姿勢検出装置の過去の出力からバケット６の爪先の過去の軌跡に関する情報を導き出し、その情報に基づいて目標軌道を導き出してもよい。或いは、軌道取得部３０Ｂは、アタッチメントの所定部位の現在位置と目標施工面に関するデータとに基づいて目標軌道を導き出してもよい。
【０１１４】
自律制御部３０Ｃは、ショベル１００を自律的に動作させるように構成されている。本実施形態では、所定の開始条件が満たされた場合に、軌道取得部３０Ｂが取得した目標軌道に沿ってアタッチメントの所定部位を移動させるように構成されている。具体的には、スイッチＮＳが押されている状態で操作装置２６が操作されたときに、所定部位が目標軌道に沿って移動するように、ショベル１００を自律的に動作させる。
【０１１５】
本実施形態では、自律制御部３０Ｃは、アクチュエータを自律的に動作させることで操作者によるショベルの手動操作を支援するように構成されている。例えば、自律制御部３０Ｃは、操作者がスイッチＮＳを押しながら手動でアーム閉じ操作を行っている場合に、目標軌道とバケット６の爪先の位置とが一致するようにブームシリンダ７、アームシリンダ８、及びバケットシリンダ９の少なくとも１つを自律的に伸縮させてもよい。この場合、操作者は、例えば、左操作レバー２６Ｌをアーム閉じ方向に操作するだけで、バケット６の爪先を目標軌道に一致させながら、アーム５を閉じることができる。この例では、主な操作対象であるアームシリンダ８は「主要アクチュエータ」と称される。また、主要アクチュエータの動きに応じて動く従動的な操作対象であるブームシリンダ７及びバケットシリンダ９は「従属アクチュエータ」と称される。
【０１１６】
本実施形態では、自律制御部３０Ｃは、比例弁３１に電流指令を与えて各アクチュエータに対応する制御弁に作用するパイロット圧を個別に調整することで各アクチュエータを自律的に動作させることができる。例えば、右操作レバー２６Ｒが傾倒されたか否かにかかわらず、ブームシリンダ７及びバケットシリンダ９の少なくとも１つを動作させることができる。
【０１１７】
制御モード切換部３０Ｄは、制御モードを切り換えることができるように構成されている。制御モードは、自律制御部３０Ｃがショベル１００を自律的に動作させるときにコントローラ３０が利用可能なアクチュエータの制御方法であり、例えば、通常制御モード及び低速制御モードを含む。通常制御モードは、例えば、操作装置２６の操作量に対する所定部位の移動速度が比較的大きくなるように設定された制御モードであり、低速制御モードは、例えば、操作装置２６の操作量に対する所定部位の移動速度が比較的小さくなるように設定された制御モードである。制御モードは、アーム優先モード及びブーム優先モードを含んでいてもよい。
【０１１８】
制御モードは何れも、スイッチＮＳが押された状態で操作装置２６が操作されたときに利用される。例えば、アーム優先モードは、主要アクチュエータとしてアームシリンダ８が選択され、従属アクチュエータとしてブームシリンダ７及びバケットシリンダ９が選択された制御モードである。アーム優先モードでは、例えば、左操作レバー２６Ｌがアーム閉じ方向に操作されると、コントローラ３０は、左操作レバー２６Ｌの操作量に応じた速度でアームシリンダ８を能動的に伸長させる。その上で、コントローラ３０は、バケット６の爪先が目標軌道に沿って移動するように、ブームシリンダ７及びバケットシリンダ９の少なくとも１つを受動的に伸縮させる。ブーム優先モードは、主要アクチュエータとしてブームシリンダ７が選択され、従属アクチュエータとしてアームシリンダ８及びバケットシリンダ９が選択された制御モードである。ブーム優先モードでは、例えば、左操作レバー２６Ｌがアーム閉じ方向に操作されると、コントローラ３０は、左操作レバー２６Ｌの操作量に応じた速度でブームシリンダ７を能動的に伸縮させる。その上で、コントローラ３０は、バケット６の爪先が目標軌道に沿って移動するように、アームシリンダ８を受動的に伸長させ、必要に応じてバケットシリンダ９を受動的に伸縮させる。なお、制御モードは、バケット優先モードを含んでいてもよい。バケット優先モードは、主要アクチュエータとしてバケットシリンダ９が選択され、従属アクチュエータとしてブームシリンダ７及びアームシリンダ８が選択された制御モードである。バケット優先モードでは、例えば、左操作レバー２６Ｌがアーム閉じ方向に操作されると、コントローラ３０は、左操作レバー２６Ｌの操作量に応じた速度でバケットシリンダ９を能動的に伸縮させる。その上で、コントローラ３０は、バケット６の爪先が目標軌道に沿って移動するように、アームシリンダ８を受動的に伸長させ、必要に応じてブームシリンダ７を受動的に伸縮させる。
【０１１９】
制御モード切換部３０Ｄは、所定条件が満たされた場合に、制御モードを自動的に切り換えるように構成されていてもよい。所定条件は、例えば、目標軌道の形状、埋設物の存否、ショベル１００の周囲における物体の存否等に基づいて設定されていてもよい。
【０１２０】
コントローラ３０は、例えば、自律制御が開始されると、最初に第１制御モードを採用する。第１制御モードは、例えば、通常制御モードである。そして、第１制御モードを採用した自律制御の実行中に所定条件が満たされたと判定すると、制御モード切換部３０Ｄは、制御モードを第１制御モードから第２制御モードに切り換える。第２制御モードは、例えば、低速制御モードである。この場合、コントローラ３０は、第１制御モードを採用した自律制御を終了させ、第２制御モードを採用した自律制御を開始させる。この例では、コントローラ３０は、２つの制御モードのうちの１つを選択して自律制御を実行しているが、３つ以上の制御モードのうちの１つを選択して自律制御を実行してもよい。
【０１２１】
上述の油圧システムを利用し、コントローラ３０は、必要に応じてショベル１００の駆動部の制動を自動的に実行できるように構成されていてもよい。駆動部の制動を自動的に実行することは、例えば、その駆動部に関する操作装置２６が操作されている場合であっても、その駆動部の動きを強制的に減速させ或いは停止させることを含んでいてもよい。
【０１２２】
コントローラ３０は、例えば、物体検知装置７０が物体を検知した場合に、駆動部の制動を自動的に実行できるように構成されていてもよい。この場合、駆動部は、例えば、旋回用油圧モータ２Ａ及び走行用油圧モータ２Ｍの少なくとも１つを含んでいてもよい。駆動部の制動は、例えば、操作装置２６が操作されている状態で、制御弁６０によってパイロットラインＣＤ１を連通状態から遮断状態に切り換えることで実現される。操作されている状態の操作装置２６に対応する制御弁が中立弁位置に戻るためである。なお、駆動部の制動は、駆動部の動作速度を低下させること、及び、駆動部の動きを停止させることの少なくとも１つを含んでいてもよい。
【０１２３】
コントローラ３０は、駆動部の制動を実行している場合に、所定の条件が満たされたときに、駆動部の制動を解除できるように構成されていてもよい。
【０１２４】
「駆動部の制動を実行している場合」は、例えば、駆動部の動作速度を低下させている場合、駆動部の動きを停止させた場合、及び、駆動部の停止を維持している場合を含んでいてもよい。具体的には、「駆動部の制動を実行している場合」は、制御弁６０が第１弁位置と第２弁位置の間に位置している場合、及び、制御弁６０が第２弁位置に位置している場合を含んでいてもよい。但し、駆動部の動作速度を低下させている場合、すなわち、制御弁６０が第１弁位置と第２弁位置の間に位置している場合は除かれてもよい。
【０１２５】
「所定の条件が満たされたとき」は、例えば、操作者が操作継続の意思を有すると判定したときであってもよい。コントローラ３０は、例えば、走行レバー２６Ｄが後進方向に操作されているときに走行用油圧モータ２Ｍを制動させたケースでは、走行レバー２６Ｄが後進方向に再操作されたときに、操作者が操作継続の意思を有すると判定してもよい。この場合、「再操作」は、走行レバー２６Ｄを中立位置に戻した後で再び後進方向に操作することであってもよく、中立位置を超えて走行レバー２６Ｄを前進方向に操作した後で再び後進方向に操作することであってもよく、走行レバー２６Ｄを中立位置の方向に操作した後で再び後進方向に操作することであってもよい。
【０１２６】
この場合、コントローラ３０は、操作圧センサ２９の出力に基づいて操作装置２６の再操作が行われたか否かを判定してもよい。或いは、コントローラ３０は、キャビン１０内の操作者を撮像する室内撮像装置等の操作圧センサ２９以外の他の装置の出力に基づいて操作装置２６の再操作が行われたか否かを判定してもよい。
【０１２７】
或いは、コントローラ３０は、制動の対象となった駆動部に関する操作装置２６が所定の操作方法で操作されたときに、操作者が操作継続の意思を有すると判定してもよい。コントローラ３０は、例えば、左操作レバー２６Ｌが右旋回方向に操作されているときに旋回用油圧モータ２Ａを制動させたケースでは、左操作レバー２６Ｌを左右に２往復操作されたときに、操作者が操作継続の意思を有すると判定してもよい。具体的には、左旋回方向、右旋回方向、左旋回方向及び右旋回方向の順で左操作レバー２６Ｌが操作されたときに、左操作レバー２６Ｌが所定の操作方法で操作されたとして、操作者が操作継続の意思を有すると判定してもよい。
【０１２８】
或いは、コントローラ３０は、制動の対象となった駆動部に関する操作装置２６に設けられているレバーボタンＬＢが押された状態でその操作装置２６が再操作されたときに、操作者が操作継続の意思を有すると判定してもよい。コントローラ３０は、例えば、右操作レバー２６Ｒがブーム下げ方向に操作されているときにブームシリンダ７を制動させたケースでは、右操作レバー２６Ｒに設けられたレバーボタンＬＢが押された状態で右操作レバー２６Ｒがブーム下げ方向に再操作されたときに、操作者が操作継続の意思を有すると判定してもよい。
【０１２９】
次に、図７を参照し、駆動部の制動が解除されるときの典型的な状況について説明する。図７は、ショベル１００の周囲に物体が存在するとコントローラ３０が判定したときに表示装置ＤＳの画像表示部ＤＳ１に表示される表示画面の構成例を示す。
【０１３０】
コントローラ３０は、物体検知装置７０の出力に基づいてショベル１００の周囲に物体が存在すると判定した場合、制御弁６０に対して制動指令を出力し、連通状態にあったパイロットラインＣＤ１を遮断状態にする。この場合、コントローラ３０は、動作中の全ての油圧アクチュエータを制動させることができる。そのため、例えば後進中のショベル１００は、走行用油圧モータ２Ｍの制動が強制的に実行されて停止する。このとき、コントローラ３０は、撮像装置８０が撮像した画像に基づいて合成される俯瞰画像Ｇ１を画像表示部ＤＳ１に表示する。
【０１３１】
俯瞰画像Ｇ１は、例えば図７に示すように、ショベル及びその周囲を真上から見たときの状態を示す仮想視点画像であり、ショベル図形Ｇ１１及び枠Ｇ１２を含んでいてもよい。ショベル図形Ｇ１１は、ショベル１００に対応する図形である。枠Ｇ１２は、物体検知装置７０が検知した物体の実在位置に対応する表示画面上の位置を囲むように重畳表示される図形である。ショベル１００の操作者は、枠Ｇ１２に囲まれた画像部分を見ることで、駆動部の制動の原因となった物体の位置及び種類を確認できる。コントローラ３０は、物体検知装置７０が検知した物体を操作者が特定できるように枠Ｇ１２以外の画像を重畳表示させてもよい。
【０１３２】
図７においては俯瞰画像Ｇ１を用いて枠１２を表示する事例を示したが、コントローラ３０は、俯瞰画像Ｇ１ではなく、後方カメラ８０Ｂが撮像した後方カメラ画像を用いてもよい。また、コントローラ３０は、後方カメラ８０Ｂが撮像した後方カメラ画像だけでなく、右方カメラ８０Ｒが撮像した右方カメラ画像、左方カメラ８０Ｌが撮像した左方カメラ画像のそれぞれを用いてもよい。また、コントローラ３０は、物体を検知した領域に対応するカメラが撮像したカメラ画像を表示させてもよい。
【０１３３】
しかしながら、図７の例では、枠Ｇ１２内には地面の画像が表示されているのみであり、何れの物体の画像も表示されていない。そのため、操作者は、図７に示す表示画面を見ることで、今回の制動が物体の誤検知に起因するものであることを認識できる。物体の誤検知は、例えば、日差し、雨、埃等の環境条件によって引き起こされる場合がある。この場合、操作者は、上述のように操作継続の意思をコントローラ３０に伝えることで、駆動部の制動を解除できる。例えば、走行レバー２６Ｄから手を離すことなく駆動部の制動を解除してショベル１００の後進を再開させることができる。
【０１３４】
次に、図８を参照し、コントローラ３０が制動を解除する処理（以下、「制動解除処理」とする。）の一例について説明する。図８は、制動解除処理の一例のフローチャートである。コントローラ３０は、例えば、駆動部の制動が実行されている間、繰り返しこの制動解除処理を実行する。具体的には、制御弁６０に対して制動指令を出力している間、繰り返しこの制動解除処理を実行する。
【０１３５】
最初に、コントローラ３０は、操作レバーが再操作されたか否かを判定する（ステップＳＴ１）。本実施形態では、コントローラ３０は、操作圧センサ２９の出力に基づいて操作レバーが再操作されたか否かを判定する。例えばショベル１００の後進中、すなわち、走行レバー２６Ｄが後進方向に操作されている場合に、ショベル１００の後方に物体が存在すると判定したとき、コントローラ３０は、制御弁６０に対して制動指令を出力する。このとき、走行レバー２６Ｄが一旦中立位置に戻された後で再び後進方向に操作された場合、コントローラ３０は、走行レバー２６Ｄが再操作されたと判定する。
【０１３６】
操作レバーが再操作されていないと判定した場合（ステップＳＴ１のＮＯ）、コントローラ３０は、今回の制動解除処理を終了させる。そのため、駆動部の制動は継続される。
【０１３７】
操作レバーが再操作されたと判定した場合（ステップＳＴ１のＹＥＳ）、コントローラ３０は、制動を解除する（ステップＳＴ２）。操作者が操作継続の意思を有すると判定できるためである。例えば、走行レバー２６Ｄが一旦中立位置に戻された後で再び後進方向に操作された場合、コントローラ３０は、操作者が後進操作を継続する意思を有すると判定できるためである。本実施形態では、コントローラ３０は、制御弁６０に対して解除指令を出力し、パイロットラインＣＤ１を連通状態に戻すことで制動を解除する。
【０１３８】
コントローラ３０は、制動を解除できる期間を制限してもよい。コントローラ３０は、例えば、制御弁６０に対して制動指令を出力した時点からの経過時間が所定の下限時間以上で且つ所定の上限時間以下の場合に操作レバーが再操作されたときに限り、制動を解除できるように構成されていてもよい。
【０１３９】
この構成により、コントローラ３０は、ショベル１００の周囲に物体が存在すると判定して駆動部を強制的に制動させた場合であっても、操作者が操作継続の意思を有すると判定できたときには、その駆動部の制動を解除できる。そのため、操作者は、例えば駆動部の制動が物体の誤検知に起因すると認識できた場合、操作装置２６から手を離すことなく駆動部の制動を解除し、その駆動部の動きを再開させることができる。
【０１４０】
次に、図９を参照し、制動解除処理の別の一例について説明する。図９は、制動解除処理の別の一例のフローチャートである。コントローラ３０は、例えば、駆動部の制動が実行されている間、繰り返しこの制動解除処理を実行する。具体的には、制御弁６０に対して制動指令を出力している間、繰り返しこの制動解除処理を実行する。
【０１４１】
最初に、コントローラ３０は、操作レバーが所定の操作方法で操作されたか否かを判定する（ステップＳＴ１１）。本実施形態では、コントローラ３０は、操作圧センサ２９の出力に基づいて操作レバーが複数回にわたって再操作されたか否かを判定する。例えばショベル１００の右旋回動作中、すなわち、左操作レバー２６Ｌが右旋回方向に操作されている場合に、ショベル１００の右側方に物体が存在すると判定したとき、コントローラ３０は、制御弁６０に対して制動指令を出力する。このとき、左操作レバー２６Ｌが複数回にわたって右旋回方向に再操作された場合、コントローラ３０は、左操作レバー２６Ｌが所定の操作方法で操作されたと判定する。具体的には、左操作レバー２６Ｌが左旋回方向、右旋回方向、左旋回方向及び右旋回方向の順で、左操作レバー２６Ｌを左右に振動させるように操作された場合、コントローラ３０は、左操作レバー２６Ｌが所定の操作方法で操作されたと判定する。
【０１４２】
操作レバーが所定の操作方法で操作されていないと判定した場合（ステップＳＴ１１のＮＯ）、コントローラ３０は、今回の制動解除処理を終了させる。そのため、駆動部の制動は継続される。
【０１４３】
操作レバーが所定の操作方法で操作されたと判定した場合（ステップＳＴ１１のＹＥＳ）、コントローラ３０は、制動を解除する（ステップＳＴ１２）。操作者が操作継続の意思を有すると判定できるためである。例えば、左操作レバー２６Ｌが２回にわたって右旋回方向に再操作された場合、コントローラ３０は、操作者が右旋回操作を継続する意思を有すると判定できるためである。本実施形態では、コントローラ３０は、制御弁６０に対して解除指令を出力し、パイロットラインＣＤ１を連通状態に戻すことで制動を解除する。
【０１４４】
コントローラ３０は、例えば、左操作レバー２６Ｌがアーム開き方向に操作され、更にアーム閉じ方向に操作された後で、再び右旋回方向に操作された場合に、左操作レバー２６Ｌが所定の操作方法で操作されたと判定してもよい。この場合、操作者は、左操作レバー２６Ｌを前後に振動させるように操作した後で再び右旋回方向に操作することで、旋回用油圧モータ２Ａの制動を解除できる。なお、コントローラ３０は、図８に示す制動解除処理の場合と同様に、制動を解除できる期間を制限してもよい。
【０１４５】
この構成により、コントローラ３０は、ショベル１００の周囲に物体が存在すると判定して駆動部を強制的に制動させた場合であっても、操作者が操作継続の意思を有すると判定できたときには、その駆動部の制動を解除できる。そのため、操作者は、例えば駆動部の制動が物体の誤検知に起因すると認識できた場合、操作装置２６から手を離すことなく駆動部の制動を解除し、その駆動部の動きを再開させることができる。
【０１４６】
次に、図１０を参照し、制動解除処理の更に別の一例について説明する。図１０は、制動解除処理の更に別の一例のフローチャートである。コントローラ３０は、例えば、駆動部の制動が実行されている間、繰り返しこの制動解除処理を実行する。具体的には、制御弁６０に対して制動指令を出力している間、繰り返しこの制動解除処理を実行する。
【０１４７】
最初に、コントローラ３０は、レバーボタンＬＢが押された状態で操作レバーが再操作されたか否かを判定する（ステップＳＴ２１）。本実施形態では、コントローラ３０は、レバーボタンＬＢの出力に基づいてレバーボタンＬＢが押されているか否かを判定し、且つ、操作圧センサ２９の出力に基づいて操作レバーが再操作されたか否かを判定する。例えばショベル１００の左旋回動作中、すなわち、左操作レバー２６Ｌが左旋回方向に操作されている場合に、ショベル１００の左側方に物体が存在すると判定したとき、コントローラ３０は、制御弁６０に対して制動指令を出力する。このとき、レバーボタンＬＢが押された状態で左操作レバー２６Ｌが一旦中立位置に戻された後で再び左旋回方向に操作された場合、コントローラ３０は、レバーボタンＬＢが押された状態で左操作レバー２６Ｌが左旋回方向に再操作されたと判定する。
【０１４８】
レバーボタンＬＢが押されていないと判定した場合、或いは、操作レバーが再操作されていないと判定した場合（ステップＳＴ２１のＮＯ）、コントローラ３０は、今回の制動解除処理を終了させる。そのため、駆動部の制動は継続される。
【０１４９】
レバーボタンＬＢが押された状態で操作レバーが再操作されたと判定した場合（ステップＳＴ２１のＹＥＳ）、コントローラ３０は、制動を解除する（ステップＳＴ２２）。操作者が操作継続の意思を有すると判定できるためである。例えばレバーボタンＬＢが押された状態で左操作レバー２６Ｌが一旦中立位置に戻された後で再び左旋回方向に操作された場合、コントローラ３０は、操作者が左旋回操作を継続する意思を有すると判定できるためである。本実施形態では、コントローラ３０は、制御弁６０に対して解除指令を出力し、パイロットラインＣＤ１を連通状態に戻すことで制動を解除する。なお、コントローラ３０は、図８及び図９に示す制動解除処理の場合と同様に、制動を解除できる期間を制限してもよい。
【０１５０】
この構成により、コントローラ３０は、ショベル１００の周囲に物体が存在すると判定して駆動部を強制的に制動させた場合であっても、操作者が操作継続の意思を有すると判定できたときには、その駆動部の制動を解除できる。そのため、操作者は、例えば駆動部の制動が物体の誤検知に起因すると認識できた場合、操作装置２６から手を離すことなく駆動部の制動を解除し、その駆動部の動きを再開させることができる。
【０１５１】
次に、図１１を参照し、制動解除処理の更に別の一例について説明する。図１１は、制動解除処理の更に別の一例のフローチャートである。コントローラ３０は、例えば、駆動部の制動が実行されている間、繰り返しこの制動解除処理を実行する。具体的には、制御弁６０に対して制動指令を出力している間、繰り返しこの制動解除処理を実行する。
【０１５２】
最初に、コントローラ３０は、制動指令が出力された原因の確認が行われたか否かを判定する（ステップＳＴ３１）。本実施形態では、コントローラ３０は、キャビン１０の内部に設置されている室内撮像装置（図示せず。）の出力に基づき、駆動部の制動中にショベル１００の操作者がどのような行動をとったかを確認する。室内撮像装置は、例えば、運転席に座っている操作者の顔を撮像できるように構成されている。そして、コントローラ３０は、例えば、室内撮像装置が撮像した画像に基づき、物体が検知された方向の目視による確認が操作者によって行われたか否かを判定する。コントローラ３０は、例えば、画像処理によって導き出される操作者の視線方向に基づき、物体が検知された方向の目視による確認が操作者によって行われたか否かを判定する。そして、物体が検知された方向の目視による確認が操作者によって行われたと判定した場合、コントローラ３０は、制動指令が出力された原因の確認が行われたと判定する。例えば後進中に、すなわち、走行レバー２６Ｄが後進方向に操作されている場合に、ショベル１００の後方に物体が存在すると判定したとき、コントローラ３０は、制御弁６０に対して制動指令を出力する。このとき、室内撮像装置が撮像した画像で操作者が後方を確認する行為を認識できた場合、コントローラ３０は、制動指令が出力された原因である後方に存在する物体の確認が操作者によって行われたと判定する。
【０１５３】
制動指令が出力された原因の確認が行われていないと判定した場合（ステップＳＴ３１のＮＯ）、コントローラ３０は、今回の制動解除処理を終了させる。そのため、駆動部の制動は継続される。
【０１５４】
制動指令が出力された原因の確認が行われたと判定した場合（ステップＳＴ３１のＹＥＳ）、コントローラ３０は、操作レバーが再操作されたか否かを判定する（ステップＳＴ３２）。本実施形態では、コントローラ３０は、操作圧センサ２９の出力に基づいて操作レバーが再操作されたか否かを判定する。
【０１５５】
操作レバーが再操作されていないと判定した場合（ステップＳＴ３２のＮＯ）、コントローラ３０は、今回の制動解除処理を終了させる。そのため、駆動部の制動は継続される。
【０１５６】
操作レバーが再操作されたと判定した場合（ステップＳＴ３２のＹＥＳ）、コントローラ３０は、制動を解除する（ステップＳＴ３３）。制動指令が出力された原因が確認された後で操作レバーが再操作されていることから、操作者が操作継続の意思を有すると判定できるためである。本実施形態では、コントローラ３０は、制御弁６０に対して解除指令を出力し、パイロットラインＣＤ１を連通状態に戻すことで制動を解除する。なお、コントローラ３０は、図８〜図１０に示す制動解除処理の場合と同様に、制動を解除できる期間を制限してもよい。
【０１５７】
この構成により、コントローラ３０は、ショベル１００の周囲に物体が存在すると判定して駆動部を強制的に制動させた場合であっても、操作者が操作継続の意思を有すると判定できたときには、その駆動部の制動を解除できる。そのため、操作者は、例えば駆動部の制動が物体の誤検知に起因すると認識できた場合、操作装置２６から手を離すことなく駆動部の制動を解除し、その駆動部の動きを再開させることができる。
【０１５８】
このように、本発明の実施形態に係るショベル１００は、下部走行体１と、下部走行体１に旋回自在に搭載された上部旋回体３と、上部旋回体３に設けられた物体検知装置７０と、ショベル１００の駆動部の制動を実行可能な制御装置としてのコントローラ３０と、を備えている。ショベル１００の駆動部は、例えば、油圧アクチュエータ及び電動アクチュエータの少なくとも１つである。コントローラ３０は、物体検知装置７０が物体を検知した場合に駆動部の制動を自動的に実行するように構成されている。そして、駆動部の制動を実行している場合に、操作者が操作継続の意思を有すると判定したときに、駆動部の制動を解除するように構成されている。この構成により、ショベル１００は、ショベル１００の動きが制限された状態をより簡単に解除できる。その結果、ショベル１００の作業効率を高めることができる。
【０１５９】
コントローラ３０は、操作レバーが再操作されたときに、操作者が操作継続の意思を有すると判定してもよい。この場合、コントローラ３０は、操作レバーが第１操作方向に複数回操作された場合に、操作レバーの再操作が行われたと判定してもよい。或いは、コントローラ３０は、操作レバーが第１操作方向に一定時間以上操作された場合に、操作レバーの再操作が行われたと判定してもよい。
【０１６０】
或いは、コントローラ３０は、所定のスイッチが操作された状態で操作レバーが再操作されたときに、操作者の操作継続の意思を認識してもよい。例えば、操作レバーの先端に設けられたレバーボタンＬＢが押された状態で操作レバーが再操作されたときに、操作者が操作継続の意思を有すると判定してもよい。
【０１６１】
或いは、コントローラ３０は、キャビン１０の内部を撮像する室内撮像装置が撮像した画像に基づいて操作者の操作継続の意思の有無を判定してもよい。例えば、駆動部の制動中に操作者が行った行為の内容に基づいて操作者の操作継続の意思の有無を判定してもよい。
【０１６２】
或いは、コントローラ３０は、キャビン１０の内部に設置された音声認識装置が認識した音声に基づいて操作者の操作継続の意思の有無を判定してもよい。例えば、駆動部の制動中に操作者が発した言葉の内容に基づいて操作者の操作継続の意思の有無を判定してもよい。
【０１６３】
上述のような構成により、コントローラ３０は、操作者の操作継続の意思の有無を正確に判定できる。そのため、ショベル１００の動きが制限された状態を簡単に解除できるようにしながらも、操作者が操作継続の意思を有していないにもかかわらず、その制限が誤って解除されてしまうのを防止できる。
【０１６４】
また、駆動部の制動が物体の誤検知に起因する場合であっても、誤検知であることが明らかであると判断した場合には、操作者は、本発明を用いることで制動を解除できる。そのため、ショベル１００の作業性が改善する。
【０１６５】
また、物体検知装置７０が物体を検知している場合であっても、緊急時の対応のためにショベル１００の動作を行う必要があると判断した場合には、操作者は、本発明を用いることで制動を解除できる。そのため、操作者は、緊急時に迅速に対応できる。
【０１６６】
以上、本発明の好ましい実施形態について詳説した。しかしながら、本発明は、上述した実施形態に制限されることはない。上述した実施形態は、本発明の範囲を逸脱することなしに、種々の変形、置換等が適用され得る。また、別々に説明された特徴は、技術的な矛盾が生じない限り、組み合わせが可能である。
【０１６７】
例えば、上述の実施形態では、油圧式パイロット回路を備えた油圧式操作システムが開示されている。例えば、左操作レバー２６Ｌに関する油圧式パイロット回路では、パイロットポンプ１５から左操作レバー２６Ｌへ供給される作動油が、左操作レバー２６Ｌのアーム開き方向への傾倒によって開閉されるリモコン弁の開度に応じた流量で、制御弁１７６Ｌ、１７６Ｒのパイロットポートへ伝達される。或いは、右操作レバー２６Ｒに関する油圧式パイロット回路では、パイロットポンプ１５から右操作レバー２６Ｒへ供給される作動油が、右操作レバー２６Ｒのブーム上げ方向への傾倒によって開閉されるリモコン弁の開度に応じた流量で、制御弁１７５Ｌ、１７５Ｒのパイロットポートへ伝達される。
【０１６８】
但し、このような油圧式パイロット回路を備えた油圧式操作システムではなく、電気式パイロット回路を備えた電気式操作システムが採用されてもよい。この場合、電気式操作システムにおける電気式操作レバーのレバー操作量は、例えば、電気信号としてコントローラ３０へ入力される。また、パイロットポンプ１５と各制御弁のパイロットポートとの間には電磁弁が配置される。電磁弁は、コントローラ３０からの電気信号に応じて動作するように構成される。この構成により、電気式操作レバーを用いた手動操作が行われると、コントローラ３０は、レバー操作量に対応する電気信号によって電磁弁を制御してパイロット圧を増減させることで各制御弁を移動させることができる。なお、各制御弁は電磁スプール弁で構成されていてもよい。この場合、電磁スプール弁は、電気式操作レバーのレバー操作量に対応するコントローラ３０からの電気信号に応じて動作する。
【０１６９】
図１２は、電気式操作システムの構成例を示す。具体的には、図１２の電気式操作システムは、ブーム操作システムの一例であり、主に、パイロット圧作動型のコントロールバルブ１７と、電気式操作レバーとしてのブーム操作レバー２６Ｂと、コントローラ３０と、ブーム上げ操作用の電磁弁６１と、ブーム下げ操作用の電磁弁６２とで構成されている。図１２の電気式操作システムは、アーム操作システム、バケット操作システム、走行操作システム、及び旋回操作システム等にも同様に適用され得る。
【０１７０】
パイロット圧作動型のコントロールバルブ１７は、図４に示すように、左走行用油圧モータ２ＭＬに関する制御弁１７１、右走行用油圧モータ２ＭＲに関する制御弁１７２、及び、旋回用油圧モータ２Ａに関する制御弁１７３、バケットシリンダ９に関する制御弁１７４、ブームシリンダ７に関する制御弁１７５、及び、アームシリンダ８に関する制御弁１７６等を含む。電磁弁６１は、パイロットポンプ１５と制御弁１７５の上げ側パイロットポートとを繋ぐ管路の流路面積を調節できるように構成されている。電磁弁６２は、パイロットポンプ１５と制御弁１７５の下げ側パイロットポートとを繋ぐ管路の流路面積を調節できるように構成されている。
【０１７１】
手動操作が行われる場合、コントローラ３０は、ブーム操作レバー２６Ｂの操作信号生成部が出力する操作信号（電気信号）に応じてブーム上げ操作信号（電気信号）又はブーム下げ操作信号（電気信号）を生成する。ブーム操作レバー２６Ｂの操作信号生成部が出力する操作信号は、ブーム操作レバー２６Ｂの操作量及び操作方向に応じて変化する電気信号である。
【０１７２】
具体的には、コントローラ３０は、ブーム操作レバー２６Ｂがブーム上げ方向に操作された場合、レバー操作量に応じたブーム上げ操作信号（電気信号）を電磁弁６１に対して出力する。電磁弁６１は、ブーム上げ操作信号（電気信号）に応じて流路面積を調節し、制御弁１７５の上げ側パイロットポートに作用するパイロット圧を制御する。同様に、コントローラ３０は、ブーム操作レバー２６Ｂがブーム下げ方向に操作された場合、レバー操作量に応じたブーム下げ操作信号（電気信号）を電磁弁６２に対して出力する。電磁弁６２は、ブーム下げ操作信号（電気信号）に応じて流路面積を調節し、制御弁１７５の下げ側パイロットポートに作用するパイロット圧を制御する。
【０１７３】
自律制御を実行する場合、コントローラ３０は、例えば、ブーム操作レバー２６Ｂの操作信号生成部が出力する操作信号の代わりに、補正操作信号（電気信号）に応じてブーム上げ操作信号（電気信号）又はブーム下げ操作信号（電気信号）を生成する。補正操作信号は、コントローラ３０が生成する電気信号であってもよく、コントローラ３０以外の外部の制御装置等が生成する電気信号であってもよい。
【０１７４】
また、ショベル１００が取得する情報は、図１３に示すようなショベルの管理システムＳＹＳを通じ、管理者及び他のショベルの操作者等と共有されてもよい。図１３は、ショベルの管理システムＳＹＳの構成例を示す概略図である。管理システムＳＹＳは、ショベル１００を管理するシステムである。本実施形態では、管理システムＳＹＳは、主に、ショベル１００、支援装置２００、及び管理装置３００で構成される。管理システムＳＹＳを構成するショベル１００、支援装置２００、及び管理装置３００は、それぞれ１台であってもよく、複数台であってもよい。図１３の例では、管理システムＳＹＳは、１台のショベル１００と、１台の支援装置２００と、１台の管理装置３００とを含む。
【０１７５】
支援装置２００は、典型的には携帯端末装置であり、例えば、施工現場にいる作業者等が携帯するノートＰＣ、タブレットＰＣ又はスマートフォン等のコンピュータである。支援装置２００は、ショベル１００の操作者が携帯するコンピュータであってもよい。但し、支援装置２００は、固定端末装置であってもよい。
【０１７６】
管理装置３００は、典型的には固定端末装置であり、例えば、施工現場外の管理センタ等に設置されるサーバコンピュータである。管理装置３００は、可搬性のコンピュータ（例えば、ノートＰＣ、タブレットＰＣ又はスマートフォン等の携帯端末装置）であってもよい。
【０１７７】
支援装置２００及び管理装置３００の少なくとも一方（以下、「支援装置２００等」とする。）は、モニタと遠隔操作用の操作装置とを備えていてもよい。この場合、操作者は、遠隔操作用の操作装置を用いつつ、ショベル１００を操作する。遠隔操作用の操作装置は、例えば、無線通信ネットワーク等の通信ネットワークを通じ、コントローラ３０に接続される。
【０１７８】
上述のようなショベルの管理システムＳＹＳでは、ショベル１００のコントローラ３０は、駆動部の制動が実行された（制動指令が出力された）時刻及び場所、並びに、駆動部の制動が解除された（制動指令の出力が停止された）時刻及び場所等の少なくとも１つに関する情報を支援装置２００等に送信してもよい。その際、コントローラ３０は、撮像装置Ｓ６が撮像した画像である周辺画像を支援装置２００等に送信してもよい。周辺画像は、駆動部の制動が実行された時点及び駆動部の制動が解除された時点の少なくとも一方を含む所定期間に撮像された複数の周辺画像であってもよい。更に、コントローラ３０は、駆動部の制動が実行された時点及び駆動部の制動が解除された時点の少なくとも一方を含む所定期間におけるショベル１００の作業内容に関するデータ、ショベル１００の姿勢に関するデータ、及び掘削アタッチメントの姿勢に関するデータ等の少なくとも１つに関する情報を支援装置２００等に送信してもよい。
【０１７９】
或いは、コントローラ３０は、駆動部の制動が実行された時点及び駆動部の制動が解除された時点の少なくとも一方並びにその時点の前後の期間における、ショベル１００の作業内容に関する情報、作業環境に関する情報、並びに、ショベル１００の動きに関する情報等の少なくとも１つを支援装置２００等に送信してもよい。作業環境に関する情報は、例えば、地面の傾斜に関する情報、及び、天気に関する情報等の少なくとも１つを含む。ショベル１００の動きに関する情報は、例えば、パイロット圧、及び、油圧アクチュエータにおける作動油の圧力等の少なくとも１つを含む。支援装置２００等を利用する管理者が作業現場に関する情報を入手できるようにするためである。すなわち、駆動部の制動が実行された原因等を管理者が分析できるようにするためであり、更には、そのような分析結果に基づいて管理者がショベル１００の作業環境を改善できるようにするためである。
【０１８０】
本願は、２０１８年３月３０日に出願した日本国特許出願２０１８−０６９６６３号に基づく優先権を主張するものであり、この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】
【０１８１】
１・・・下部走行体  １Ｃ・・・クローラ  １ＣＬ・・・左クローラ  １ＣＲ・・・右クローラ  ２・・・旋回機構  ２Ａ・・・旋回用油圧モータ  ２Ｍ・・・走行用油圧モータ  ２ＭＬ・・・左走行用油圧モータ  ２ＭＲ・・・右走行用油圧モータ  ３・・・上部旋回体  ４・・・ブーム  ５・・・アーム  ６・・・バケット  ７・・・ブームシリンダ  ８・・・アームシリンダ  ９・・・バケットシリンダ  １０・・・キャビン  １１・・・エンジン  １１ａ・・・オルタネータ  １１ｂ・・・スタータ  １３・・・レギュレータ  １４・・・メインポンプ  １４ｃ・・・油温センサ  １５・・・パイロットポンプ  １７・・・コントロールバルブ  １８・・・絞り  １９・・・制御圧センサ  ２６・・・操作装置  ２６Ｂ・・・ブーム操作レバー  ２６Ｄ・・・走行レバー  ２６ＤＬ・・・左走行レバー  ２６ＤＲ・・・右走行レバー  ２６Ｌ・・・左操作レバー  ２６Ｒ・・・右操作レバー  ２８・・・吐出圧センサ  ２９、２９ＤＬ、２９ＤＲ、２９ＬＡ、２９ＬＢ、２９ＲＡ、２９ＲＢ・・・操作圧センサ  ３０・・・コントローラ  ３１、３１ＡＬ〜３１ＤＬ、３１ＡＲ〜３１ＤＲ・・・比例弁  ３２、３２ＡＬ〜３２ＤＬ、３２ＡＲ〜３２ＤＲ・・・シャトル弁  ３３、３３ＡＬ〜３３ＤＬ、３３ＡＲ〜３３ＤＲ・・・比例弁  ４０・・・センターバイパス管路  ４２・・・パラレル管路  ４９・・・警報装置  ６０・・・制御弁  ６１、６２・・・電磁弁  ７０・・・物体検知装置  ７０Ｆ・・・前方センサ  ７０Ｂ・・・後方センサ  ７０Ｌ・・・左方センサ  ７０Ｒ・・・右方センサ  ７４・・・ＥＣＵ  ７５・・・エンジン回転数調整ダイヤル  ８０・・・撮像装置  ８０Ｂ・・・後方カメラ  ８０Ｌ・・・左方カメラ  ８０Ｒ・・・右方カメラ  ８５・・・向き検出装置  １００・・・ショベル  １７１〜１７６・・・制御弁  ２００・・・支援装置  ３００・・・管理装置  ＡＤ・・・音出力装置  ＣＤ１・・・パイロットライン  ＢＴ・・・蓄電池  ＤＳ・・・表示装置  ＤＳａ・・・制御部  ＤＳ１・・・画像表示部  ＤＳ２・・・スイッチパネル  ＬＢ・・・レバーボタン  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・・・旋回角速度センサ
【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５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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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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【国際調査報告】
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