(57)【要約】  転圧作業でより精度良く地面の仕上げを行うことが可能なショベルを提供する。本発明の一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る上部旋回体３と、上部旋回体３に取り付けられたブーム４と、ブーム４に取り付けられたアーム５と、アーム５に取り付けられたバケット６と、バケット６の作業部位の姿勢に関する検出情報を出力するセンサＳ１〜Ｓ３と、バケット６の作業部位の動作を制御し、バケット６の作業部位を地面に対して押し付けて、バケット６の作業部位に地面の転圧を行わせるコントローラ３０と、を備え、コントローラ３０は、センサＳ１〜Ｓ３による検出情報に基づき、バケット６の作業部位の先端部が地面に対して転圧を行うように、ブーム４の下げ動作に伴いアーム５及びバケット６の動作を制御する。
2019189939.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る上部旋回体と、
前記上部旋回体に取り付けられたブームと、
前記ブームに取り付けられたアームと、
前記アームに取り付けられたエンドアタッチメントと、
前記エンドアタッチメントの作業部位の姿勢に関する検出情報を出力する姿勢検出部と、
前記作業部位の動作を制御し、前記作業部位を地面に対して押し付けて、前記作業部位に地面の転圧を行わせる制御装置と、を備え、
前記制御装置は、前記姿勢検出部による検出情報に基づき、前記作業部位の先端部が地面に対して転圧を行うように、前記ブームの下げ動作に伴い前記アーム及び前記エンドアタッチメントの動作を制御する、
ショベル。
【請求項２】
前記制御装置は、前記作業部位を目標施工面に対して押し付ける場合、前記作業部位を所定の姿勢にさせる、
請求項１に記載のショベル。
【請求項３】
前記制御装置は、前記エンドアタッチメントにより盛られた盛り土が所定の厚さ以上になると、所定の通知手段を通じて、前記作業部位による前記転圧の実施をオペレータに促す通知を出力する、
請求項１に記載のショベル。
【請求項４】
前記制御装置は、所定領域における前記作業部位による前記転圧が完了すると、所定の通知手段を通じて、所定の次の作業への移行をオペレータに促す通知を出力する、
請求項１に記載のショベル。
【請求項５】
前記制御装置は、前記作業部位による前記転圧を、前記エンドアタッチメントにより盛られた盛り土が所定の厚さ以上の箇所に行わせる、
請求項１に記載のショベル。
【請求項６】
前記制御装置は、前記作業部位による前記転圧の実施が完了すると、前記エンドアタッチメントを次の転圧位置に移動させる、
請求項１に記載のショベル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ショベルに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、シリンダ圧が設定値になるように、アタッチメントを制御することにより、均し作業や法面仕上げ作業時の転圧力を制御する建設機械が開示されている（例えば、特許文献１等参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−２２８４０４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、作業部位（例えば、バケットの背面）から地面に作用する押し付け力は、作業部位の姿勢によって異なりうるところ、特許文献１等では、作業部位の姿勢が考慮されていない。そのため、転圧作業は、ある一定以上の転圧力で地面が押し付けられる必要があるところ、より品質良く地面の仕上げを行うためにその精度の面で改善の余地がある。【０００５】
そこで、上記課題に鑑み、転圧作業でより精度良く地面の仕上げを行う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、本発明の一実施形態では、
下部走行体と、
前記下部走行体に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たブームと、
前記ブームに取り付けられたアームと、
前記アームに取り付けられたエンドアタッチメントと、
前記エンドアタッチメントの作業部位の姿勢に関する検出情報を出力する姿勢検出部と、
前記作業部位の動作を制御し、前記作業部位を地面に対して押し付けて、前記作業部位に地面の転圧を行わせる制御装置と、を備え、
前記制御装置は、前記姿勢検出部による検出情報に基づき、前記作業部位の先端部が地面に対して転圧を行うように、前記ブームの下げ動作に伴い前記アーム及び前記エンドアタッチメントの動作を制御する、
ショベルが提供される。
【発明の効果】
【０００７】
上述の実施形態によれば、転圧作業でより精度良く地面の仕上げを行う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】
【０００８】
【図１】ショベルの側面図である。
【図２】ショベルの構成の一例を示すブロック図である。
【図３】アタッチメントを駆動する油圧回路の一例を示す図である。
【図４Ａ】アタッチメントを油圧制御するコントロールバルブ（制御弁）にパイロット圧を作用させるパイロット回路の一例を示す図である。
【図４Ｂ】アタッチメントを油圧制御するコントロールバルブ（制御弁）にパイロット圧を作用させるパイロット回路の一例を示す図である。
【図４Ｃ】アタッチメントを油圧制御するコントロールバルブ（制御弁）にパイロット圧を作用させるパイロット回路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及びマシンコントロール機能に関する機能的な構成の一例を概略的に示す機能ブロック図である。
【図６】転圧作業時にショベル（アタッチメント）に作用する力の関係を示す概略図である。
【図７】コントローラによる転圧支援制御に関する機能構成の第１例を示す機能ブロック図である。
【図８】ショベルによる転圧作業の状況の一例を示すである。
【図９】ブーム差圧とバケットの前後距離との関係の一例を示す図である。
【図１０】アタッチメントを油圧制御するコントロールバルブ（制御弁）にパイロット圧を作用させるパイロット回路の他の例を示す図である。
【図１１】ショベルを含む作業支援システムの一例を示す概要図である。
【図１２】コントローラによる転圧支援制御に関する機能構成の第２例を示す機能ブロック図である。
【図１３】コントローラによる転圧支援制御に関する機能構成の第３例を示す機能ブロック図である。
【図１４】コントローラによる転圧支援制御に関する機能構成の第４例を示す機能ブロック図である。
【図１５】コントローラによる転圧支援制御に関する機能構成の第５例を示す機能ブロック図である。
【図１６】コントローラによる転圧支援制御に関する機能構成の第６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】
【０００９】
以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。
【００１０】
［ショベルの概要］
まず、図１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をする。
【００１１】
図１は、本実施形態に係るショベル１００の側面図である。
【００１２】
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、アタッチメントとしてのブーム４、アーム５、及び、バケット６と、キャビン１０を備える。
【００１３】
下部走行体１（走行体の一例）は、例えば、左右一対のクローラを含み、それぞれのクローラが走行油圧モータ１Ｌ，１Ｒ（図２参照）で油圧駆動されることにより、ショベル１００を走行させる。
【００１４】
上部旋回体３（旋回体の一例）は、旋回油圧モータ２Ａ（図２参照）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。
【００１５】
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、エンドアタッチメントとしてのバケット６（それぞれ、リンク部の一例）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。
【００１６】
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。
【００１７】
［ショベルの構成］
次に、図１に加えて、図２を参照して、ショベル１００の具体的な構成について説明する。
【００１８】
図２は、本実施形態に係るショベル１００の構成の一例を示すブロック図である。
【００１９】
尚、図中において、機械的動力ラインは二重線、高圧油圧ラインは実線、パイロットラインは破線、電気駆動・制御ラインは点線でそれぞれ示される。以下、図３及び図４についても同様である。
【００２０】
本実施形態に係るショベル１００の油圧アクチュエータを油圧駆動する油圧駆動系は、エンジン１１と、レギュレータ１３と、メインポンプ１４と、コントロールバルブ１７を含む。また、本実施形態に係るショベル１００の油圧駆動系は、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１Ｌ，１Ｒ、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。
【００２１】
エンジン１１は、油圧駆動系における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、後述するコントローラ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。
【００２２】
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、例えば、後述の如く、レギュレータ１３Ｌ，１３Ｒを含む。
【００２３】
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、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、上述の如く、エンジン１１により駆動される。メインポンプ１４は、例えば、可変容量式油圧ポンプであり、上述の如く、コントローラ３０による制御下で、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）が制御されうる。メインポンプ１４は、例えば、後述の如く、メインポンプ１４Ｌ，１４Ｒを含む。
【００２４】
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、オペレータによる操作装置２６に対する操作に応じて、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、操作装置２６の操作状態に応じて、油圧アクチュエータ（走行油圧モータ１Ｌ，１Ｒ、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１Ｌに対応し、制御弁１７２は、走行油圧モータ１Ｒに対応し、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に対応し、制御弁１７５は、ブームシリンダ７に対応し、制御弁１７６は、アームシリンダ８に対応する。また、制御弁１７５は、例えば、後述の如く、制御弁１７５Ｌ，１７５Ｒを含み、制御弁１７６は、例えば、後述の如く、制御弁１７６Ｌ，１７６Ｒを含む。制御弁１７１〜１７６の詳細は、後述する（図３参照）。
【００２５】
本実施形態に係るショベル１００の操作系は、パイロットポンプ１５と、操作装置２６を含む。また、ショベル１００の操作系は、後述するコントローラ３０による自動制御機能に関する構成として、シャトル弁３２を含む。
【００２６】
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。
【００２７】
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１Ｌ，１Ｒ、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。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、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を介して間接的に、コントロールバルブ１７にそれぞれ接続される。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、後述の如く、アタッチメント、つまり、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）、のそれぞれを操作するレバー装置２６Ａ〜２６Ｄを含む（図４参照）。また、操作装置２６は、例えば、左右の下部走行体１（走行油圧モータ１Ｌ，１Ｒ）のそれぞれを操作するペダル装置が設けられる。
【００２８】
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（詳細は、図４参照）。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、後述するコントローラ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、アタッチメントの動作を制御することができる。シャトル弁３２は、例えば、後述の如く、シャトル弁３２ＡＬ，３２ＡＲ，３２ＢＬ，３２ＢＲ，３２ＣＬ，３２ＣＲを含む。
【００２９】
本実施形態に係るショベル１００の制御系は、コントローラ３０と、吐出圧センサ２８と、操作圧センサ２９と、比例弁３１と、リリーフ弁３３と、表示装置４０と、入力装置４２と、音声出力装置４３と、記憶装置４７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、撮像装置Ｓ６と、ブームロッド圧センサＳ７Ｒと、ブームボトム圧センサＳ７Ｂと、アームロッド圧センサＳ８Ｒと、アームボトム圧センサＳ８Ｂと、バケットロッド圧センサＳ９Ｒと、バケットボトム圧センサＳ９Ｂと、測位装置Ｖ１と、通信装置Ｔ１を含む。
【００３０】
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）等のプロセッサと、ＲＡＭ（Random Access Memory）等のメモリ装置と、ＲＯＭ（Read Only Memory）等の不揮発性の補助記憶装置と、各種入出力用のインタフェース装置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格納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。
【００３１】
例えば、コントローラ３０は、オペレータ等の所定操作により予め設定される作業モード等に基づき、目標回転数を設定し、エンジン１１を一定回転させる駆動制御を行う。
【００３２】
また、例えば、コントローラ３０は、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。
【００３３】
また、例えば、コントローラ３０は、例えば、オペレータによる操作装置２６を通じたショベル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制御を行う。また、コントローラ３０は、例えば、オペレータによる操作装置２６を通じたショベル１００の手動操作を自動的に支援するマシンコントロール機能に関する制御を行う。マシンガイダンス機能及びマシンコントロール機能の詳細は、後述する（図５参照）。
【００３４】
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。例えば、上述したマシンガイダンス機能及びマシンコントロール機能は、専用のコントローラ（制御装置）により実現されてもよい。
【００３５】
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、例えば、後述の如く、吐出圧センサ２８Ｌ，２８Ｒを含む。
【００３６】
操作圧センサ２９は、上述の如く、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（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、例えば、後述の如く、操作圧センサ２９Ａ〜２９Ｃを含む。
【００３７】
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、レバー装置２６Ａ〜２６Ｃ）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のパイロットポートに供給できる。比例弁３１は、例えば、後述の如く、比例弁３１ＡＬ，３１ＡＲ，３１ＢＬ，３１ＢＲ，３１ＣＬ，３１ＣＲを含む。
【００３８】
リリーフ弁３３は、コントローラ３０からの制御信号（制御電流）に応じて、ブームシリンダ７のロッド側油室の作動油をタンクに排出し、ブームシリンダ７のロッド側油室の過剰な圧力を抑制する。
【００３９】
表示装置４０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４０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。
【００４０】
入力装置４２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。入力装置４２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、レバー装置２６Ａ〜２６Ｃのレバー部の先端に設けられるノブスイッチ、表示装置４０の周囲に設置されるボタンスイッチ、レバー、トグル等を含む。入力装置４２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。
【００４１】
音声出力装置４３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４３は、例えば、スピーカやブザー等である。音声出力装置４３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。
【００４２】
記憶装置４７は、例えば、キャビン１０内に設けられ、コントローラ３０による制御下で、各種情報を記憶する。記憶装置４７は、例えば、半導体メモリ等の不揮発性記憶媒体である。記憶装置４７は、ショベル１００の動作中に各種機器が出力する情報を記憶してもよく、ショベル１００の動作が開始される前に各種機器を介して取得する情報を記憶してもよい。記憶装置４７は、例えば、通信装置Ｔ１等を介して取得される、或いは、入力装置４２等を通じて設定される目標施工面に関するデータを記憶していてもよい。当該目標施工面は、ショベル１００のオペレータにより設定（保存）されてもよいし、施工管理者等により設定されてもよい。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
機体傾斜センサＳ４は、水平面に対する機体（上部旋回体３或いは下部走行体１）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。
【００４７】
旋回状態センサＳ５は、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の旋回角速度及び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。
【００４８】
撮像装置Ｓ６は、ショベル１００の周辺を撮像する。撮像装置Ｓ６は、ショベル１００の前方を撮像するカメラＳ６Ｆ、ショベル１００の左方を撮像するカメラＳ６Ｌ、ショベル１００の右方を撮像するカメラＳ６Ｒ、及び、ショベル１００の後方を撮像するカメラＳ６Ｂを含む。
【００４９】
カメラＳ６Ｆは、例えば、キャビン１０の天井、即ち、キャビン１０の内部に取り付けられている。また、カメラＳ６Ｆは、キャビン１０の屋根、ブーム４の側面等、キャビン１０の外部に取り付けられていてもよい。カメラＳ６Ｌは、上部旋回体３の上面左端に取り付けられ、カメラＳ６Ｒは、上部旋回体３の上面右端に取り付けられ、カメラＳ６Ｂは、上部旋回体３の上面後端に取り付けられている。
【００５０】
撮像装置Ｓ６（カメラＳ６Ｆ，Ｓ６Ｂ，Ｓ６Ｌ，Ｓ６Ｒ）は、それぞれ、例えば、非常に広い画角を有する単眼の広角カメラである。また、撮像装置Ｓ６は、ステレオカメラや距離画像カメラ等であってもよい。撮像装置Ｓ６による撮像画像は、表示装置４０を介してコントローラ３０に取り込まれる。
【００５１】
また、撮像装置Ｓ６は、物体検知装置として機能してもよい。この場合、撮像装置Ｓ６は、ショベル１００の周囲に存在する物体を検知してよい。検知対象の物体には、例えば、地形形状（傾斜、穴等）、人、動物、車両、建設機械、建造物、建造物、壁、ヘルメット、安全ベスト、作業服、又は、ヘルメットにおける所定のマーク等が含まれうる。また、撮像装置Ｓ６は、撮像装置Ｓ６又はショベル１００から認識された物体までの距離を算出してもよい。物体検知装置としての撮像装置Ｓ６には、例えば、超音波センサ、ミリ波レーダ、ステレオカメラ、ＬＩＤＡＲ（Light Detection and Ranging）、距離画像センサ、赤外線センサ等が含まれうる。また、物体検知装置は、例えば、ＣＣＤ（Charge-Coupled Device）イメージセンサやＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide-Semiconductor）イメージセンサ等の撮像素子を有する単眼カメラであり、撮像した画像を表示装置４０に出力してよい。また、物体検知装置は、物体検知装置或いはショベル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。撮像される画像情報を利用するだけでなく、物体検知装置としてミリ波レーダ、超音波センサ、或いはレーザレーダ等を利用する場合、多数の信号（つまり、ミリ波、超音波、或いはレーザ光等）を周囲に発信し、その反射信号を受信することで、反射信号から物体の距離及び方向を検出してもよい。
このように、物体検知装置は、物体の種類、位置、及び形状等の少なくとも１つを識別できるように構成されていてもよい。例えば、物体検知装置は、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。
【００５２】
尚、撮像装置Ｓ６は、直接、コントローラ３０と通信可能に接続されてもよい。
【００５３】
ブームロッド圧センサＳ７Ｒ及びブームボトム圧センサＳ７Ｂは、それぞれ、ブームシリンダ７に取り付けられ、ブームシリンダ７のロッド側油室の圧力（以下、「ブームロッド圧」）及びボトム側油室の圧力（以下、「ブームボトム圧」）を検出する。ブームロッド圧センサＳ７Ｒ及びブームボトム圧センサＳ７Ｂによるブームロッド圧及びブームボトム圧に対応する検出信号は、それぞれ、コントローラ３０に取り込まれる。
【００５４】
アームロッド圧センサＳ８Ｒ及びアームボトム圧センサＳ８Ｂは、それぞれ、アームシリンダ８に取り付けられ、アームシリンダ８のロッド側油室の圧力（以下、「アームロッド圧」）、及びボトム側油室の圧力（以下、「アームボトム圧」）を検出する。アームロッド圧センサＳ８Ｒ及びアームボトム圧センサＳ８Ｂによるアームロッド圧及びアームボトム圧に対応する検出信号は、それぞれ、コントローラ３０に取り込まれる。
【００５５】
バケットロッド圧センサＳ９Ｒ及びバケットボトム圧センサＳ９Ｂは、それぞれ、バケットシリンダ９に取り付けられ、バケットシリンダ９のロッド側油室の圧力（以下、「バケットロッド圧」）及びボトム側油室の圧力（以下、「バケットボトム圧」）を検出する。バケットロッド圧センサＳ９Ｒ及びバケットボトム圧センサＳ９Ｂによるバケットロッド圧及びバケットボトム圧に対応する検出信号は、それぞれ、コントローラ３０に取り込まれる。
【００５６】
測位装置Ｖ１は、上部旋回体３の位置及び向きを測定する。測位装置Ｖ１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Ｖ１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。
【００５７】
通信装置Ｔ１は、基地局を末端とする移動体通信網、衛星通信網、インターネット網等を含む所定のネットワークを通じて外部機器と通信を行う。通信装置Ｔ１は、例えば、ＬＴＥ（Long Term Evolution）、４Ｇ（4th Generation）、５Ｇ（5th Generation）等の移動体通信規格に対応する移動体通信モジュールや、衛星通信網に接続するための衛星通信モジュール等である。
【００５８】
［油圧駆動系の油圧回路］
次に、図３を参照して、油圧アクチュエータを駆動する油圧駆動系の油圧回路について説明する。
【００５９】
図３は、油圧駆動系の油圧回路の一例を示す図である。
【００６０】
当該油圧回路により実現される油圧システムは、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Ｃ１Ｌ，Ｃ１Ｒ、パラレル油路Ｃ２Ｌ，Ｃ２Ｒを経て作動油タンクまで作動油を循環させる。
【００６１】
センタバイパス油路Ｃ１Ｌ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。
【００６２】
センタバイパス油路Ｃ１Ｒ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。
【００６３】
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１Ｌへ供給し、且つ、走行油圧モータ１Ｌ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。
【００６４】
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１Ｒへ供給し、且つ、走行油圧モータ１Ｒ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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
パラレル油路Ｃ２Ｌは、センタバイパス油路Ｃ１Ｌ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Ｃ２Ｌは、制御弁１７１の上流側でセンタバイパス油路Ｃ１Ｌ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Ｃ２Ｌは、制御弁１７１，１７３，１７５Ｌの何れかによってセンタバイパス油路Ｃ１Ｌ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。
【００７１】
パラレル油路Ｃ２Ｒは、センタバイパス油路Ｃ１Ｒ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Ｃ２Ｒは、制御弁１７２の上流側でセンタバイパス油路Ｃ１Ｒ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Ｃ２Ｒは、制御弁１７２，１７４，１７５Ｒの何れかによってセンタバイパス油路Ｃ１Ｒ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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
センタバイパス油路Ｃ１Ｌ，Ｃ１Ｒには、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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
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Ｃ１Ｌ，Ｃ１Ｒ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、吐出した作動油がセンタバイパス油路Ｃ１Ｌ，Ｃ１Ｒを通過する際の圧力損失（ポンピングロス）を抑制する。
【００７９】
一方、何れかの油圧アクチュエータが操作装置２６を通じて操作された場合、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。
【００８０】
［操作系の油圧回路（パイロット回路）の一例］
次に、図４（図４Ａ〜図４Ｃ）を参照して、操作系の油圧回路、具体的には、アタッチメント（ブーム４、アーム５、及び、バケット６）の動作に関連する制御弁１７４〜１７６にパイロット圧を作用させるパイロット回路の一例について説明する。
【００８１】
図４Ａ〜図４Ｃは、アタッチメントに対応する油圧アクチュエータを油圧制御するコントロールバルブ１７（制御弁１７４〜１７６）にパイロット圧を作用させるパイロット回路の構成の一例を示す図である。具体的には、図４Ａは、ブームシリンダ７を油圧制御するコントロールバルブ（制御弁１７５Ｌ，１７５Ｒ）にパイロット圧を作用させるパイロット回路の一例を示す図である。図４Ｂは、アームシリンダ８を油圧制御する制御弁１７６Ｌ，１７６Ｒにパイロット圧を作用させるパイロット回路の一例を示す図である。図４Ｃは、バケットシリンダ９を油圧制御する制御弁１７４にパイロット圧を作用させるパイロット回路の一例を示す図である。
【００８２】
図４Ａに示すように、レバー装置２６Ａは、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、レバー装置２６Ａは、ブーム４の動作を操作対象とする。レバー装置２６Ａ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、操作状態に応じたパイロット圧を二次側に出力する。
【００８３】
シャトル弁３２ＡＬ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」）に対応するレバー装置２６Ａ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。
【００８４】
シャトル弁３２ＡＲ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」）に対応するレバー装置２６Ａ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１７５Ｒの右側のパイロットポートに接続される。
【００８５】
つまり、レバー装置２６Ａは、シャトル弁３２ＡＬ，３２ＡＲを介して、操作状態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、レバー装置２６Ａ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、レバー装置２６Ａ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１７５Ｒの右側のパイロットポートに作用させる。
【００８６】
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の他方の入口ポートに出力する。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。
【００８７】
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の他方の入口ポートに出力する。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。
【００８８】
つまり、比例弁３１ＡＬ，３１ＡＲは、レバー装置２６Ａ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。
【００８９】
操作圧センサ２９Ａは、オペレータによるレバー装置２６Ａ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、レバー装置２６Ａの操作状態を把握できる。操作状態には、例えば、操作方向、操作量（操作角度）等が含まれうる。以下、レバー装置２６Ｂ，２６Ｃについても同様である。
【００９０】
コントローラ３０は、オペレータによるレバー装置２６Ａ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３１ＡＬ及びシャトル弁３２ＡＬ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、オペレータによるレバー装置２６Ａ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３１ＡＲ及びシャトル弁３２ＡＲ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することができる。
【００９１】
図４Ｂに示すように、レバー装置２６Ｂは、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、レバー装置２６Ｂは、アーム５の動作を操作対象とする。レバー装置２６Ｂ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、操作状態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、アーム５の閉じ方向の操作（以下、「アーム閉じ操作」）に対応するレバー装置２６Ｂ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。
【００９３】
シャトル弁３２ＢＲ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」）に対応するレバー装置２６Ｂ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。
【００９４】
つまり、レバー装置２６Ｂは、シャトル弁３２ＢＬ，３２ＢＲを介して、操作状態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、レバー装置２６Ｂ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、レバー装置２６Ｂ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。
【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の他方のパイロットポートに出力する。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。
【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の他方のパイロットポートに出力する。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。
【００９７】
つまり、比例弁３１ＢＬ、３１ＢＲは、レバー装置２６Ｂ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。
【００９８】
操作圧センサ２９Ｂは、オペレータによるレバー装置２６Ｂ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、レバー装置２６Ｂの操作状態を把握できる。
【００９９】
コントローラ３０は、オペレータによるレバー装置２６Ｂ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３１ＢＬ及びシャトル弁３２ＢＬ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、オペレータによるレバー装置２６Ｂ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３１ＢＲ及びシャトル弁３２ＢＲ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することができる。
【０１００】
図４Ｃに示すように、レバー装置２６Ｃは、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、レバー装置２６Ｃは、バケット６の動作を操作対象とする。レバー装置２６Ｃ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、操作状態に応じたパイロット圧を二次側に出力する。
【０１０１】
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」）に対応するレバー装置２６Ｃ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。
【０１０２】
シャトル弁３２ＡＲ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」）に対応するレバー装置２６Ｃ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。
【０１０３】
つまり、レバー装置２６Ｃは、シャトル弁３２ＣＬ，３２ＣＲを介して、操作状態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、レバー装置２６Ｃ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、レバー装置２６Ｃ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。
【０１０４】
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。
【０１０５】
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。
【０１０６】
つまり、比例弁３１ＣＬ，３１ＣＲは、レバー装置２６Ｃ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。
【０１０７】
操作圧センサ２９Ｃは、オペレータによるレバー装置２６Ｃ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、レバー装置２６Ｃの操作状態を把握できる。
【０１０８】
コントローラ３０は、オペレータによるレバー装置２６Ｃ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、オペレータによるレバー装置２６Ｃ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することができる。
【０１０９】
尚、ショベル１００は、上部旋回体３を自動的に旋回させる構成を備えてもよい。この場合、制御弁１７３にパイロット圧を作用させるパイロット回路についても、図４Ａ〜図４Ｃと同様に、比例弁３１及びシャトル弁３２を含む油圧システムが採用される。また、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、走行油圧モータ１Ｌ，１Ｒに対応する制御弁１７１，１７２にパイロット圧を作用させるパイロット回路についても、図４Ａ〜図４Ｃと同様に、比例弁３１及びシャトル弁３２を含む油圧システムが採用される。また、操作装置２６（レバー装置２６Ａ〜２６Ｃ）の形態として油圧式パイロット回路について述べたが、油圧式ではなく、電気式パイロット回路を備えた電気式の操作装置２６（レバー装置２６Ａ〜２６Ｃ）が採用されてもよい。この場合、電気式の操作装置２６の操作量は、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。当該電磁弁は、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。当該構成により、電気式の操作装置２６を用いた手動操作が行われると、コントローラ３０は、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（制御弁１７１〜１７６）を移動させることができる。また、各制御弁（制御弁１７１〜１７６）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、電気式の操作装置２６の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。
【０１１０】
［マシンガイダンス機能及びマシンコントロール機能の詳細］
次に、図５を参照して、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の詳細について説明する。
【０１１１】
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機能的な構成の一例を概略的に示す機能ブロック図である。
【０１１２】
コントローラ３０は、例えば、ＲＯＭや不揮発性の補助記憶装置に格納される一以上のプログラムをＣＰＵ上で実行することにより実現される機能部として、マシンガイダンス部５０を含む。
【０１１３】
マシンガイダンス部５０は、例えば、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。マシンガイダンス部５０は、例えば、目標施工面とアタッチメント（具体的には、バケット６）の先端部との距離等の作業情報を、表示装置４０や音声出力装置４３等を通じて、オペレータに伝える。目標施工面に関するデータは、例えば、上述の如く、記憶装置４７に予め記憶されている。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。オペレータは、施工現場の任意の点を基準点と定め、入力装置４２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。作業部位としてのアタッチメントの先端部は、例えば、バケット６の爪先、バケット６の背面等である。マシンガイダンス部５０は、表示装置４０、音声出力装置４３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。
【０１１４】
また、マシンガイダンス部５０は、例えば、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。マシンガイダンス部５０は、例えば、オペレータが手動で掘削操作を行っているときに、目標施工面とバケット６の先端位置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てもよい。
【０１１５】
マシンガイダンス部５０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、撮像装置Ｓ６、測位装置Ｖ１、通信装置Ｔ１及び入力装置４２等から情報を取得する。そして、マシンガイダンス部５０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、音声出力装置４３からの音声及び表示装置４０に表示される画像により、バケット６と目標施工面との間の距離の程度をオペレータに通知したり、アタッチメント（バケット６）の先端部が目標施工面に一致するように、アタッチメントの動作を自動的に制御したりする。マシンガイダンス部５０は、当該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機能的な構成として、位置算出部５１と、距離算出部５２と、情報伝達部５３と、自動制御部５４を含む。また、マシンガイダンス部５０は、コントローラ３０の補助記憶装置等の不揮発性の内部メモリに規定される記憶領域としての記憶部５５を含む。
【０１１６】
位置算出部５１は、所定の測位対象の位置を算出する。例えば、位置算出部５１は、アタッチメント（バケット６）の先端部の基準座標系における座標点を算出する。具体的には、位置算出部５１は、ブーム４、アーム５、及びバケット６のそれぞれの俯仰角度（ブーム角度、アーム角度、及びバケット角度）からバケット６の爪先の座標点を算出する。
【０１１７】
距離算出部５２は、２つの測位対象間の距離を算出する。例えば、距離算出部５２は、作業部位としてのバケット６の先端部（例えば、爪先や背面等）と目標施工面との間の鉛直距離を算出する。
【０１１８】
情報伝達部５３は、表示装置４０や音声出力装置４３等の所定の通知手段を通じて、各種情報をショベル１００のオペレータに伝達（通知）する。情報伝達部５３は、距離算出部５２により算出された各種距離の大きさ（程度）をショベル１００のオペレータに通知する。具体的には、表示装置４０による視覚情報及び音声出力装置４３による聴覚情報の少なくとも一方を用いて、バケット６の先端部と目標施工面との間の鉛直距離の大きさをオペレータに伝える。
【０１１９】
例えば、情報伝達部５３は、音声出力装置４３による断続音を用いて、バケット６の先端部と目標施工面との間の鉛直距離の大きさをオペレータに伝える。この場合、情報伝達部５３は、鉛直距離が小さくなるほど、断続音の間隔を短くし、鉛直距離が大きくなるほど、断続音の感覚を長くしてよい。また、情報伝達部５３は、連続音を用いてもよく、音の高低、強弱等を変化させながら、鉛直距離の大きさの違いを表すようにしてもよい。また、情報伝達部５３は、バケット６の先端部が目標施工面よりも低い位置になった、つまり、目標施工面を超えてしまった場合、音声出力装置４３を通じて警報を発してもよい。当該警報は、例えば、断続音より顕著に大きい連続音である。
【０１２０】
また、情報伝達部５３は、バケット６の先端部と目標施工面との間の鉛直距離の大きさを作業情報として表示装置４０に表示させてもよい。表示装置４０は、コントローラ３０による制御下で、例えば、撮像装置Ｓ６から受信した画像データと共に、情報伝達部５３から受信した作業情報を表示する。情報伝達部５３は、例えば、アナログメータの画像やバーグラフインジケータの画像等を用いて、鉛直距離の大きさをオペレータに伝えるようにしてもよい。
【０１２１】
自動制御部５４は、アクチュエータを自動的に動作させることでオペレータによる操作装置２６を通じたショベル１００の手動操作を自動的に支援する。
【０１２２】
例えば、自動制御部５４は、掘削作業を支援するために、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のうちの少なくとも一つを自動的に伸縮させる。具体的には、自動制御部５４は、オペレータが手動でアーム閉じ操作を行っている場合に、目標施工面とバケット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の少なくとも一つを自動的に伸縮させる。この場合、オペレータは、例えば、レバー装置２６Ｂをアーム閉じ操作するだけで、バケット６の爪先を目標施工面に一致させながら、アーム５を閉じることができる。当該自動制御は、入力装置４２に含まれる所定のスイッチが押下された場合に実行されてよい。当該所定のスイッチは、例えば、マシンコントロールスイッチ（以下、「ＭＣ（Machine Control）スイッチ」）であり、ノブスイッチとして操作装置２６（レバー装置２６Ａ〜２６Ｃ）のオペレータによる把持部の先端に配置されていてもよい。
【０１２３】
自動制御部５４は、上部旋回体３を目標施工面に正対させるために旋回油圧モータ２Ａを自動的に回転させてもよい。この場合、オペレータは、入力装置４２に含まれる所定のスイッチを押下するだけで、上部旋回体３を目標施工面に正対させることができる。或いは、オペレータは、入力装置４２に含まれる所定のスイッチを押下するだけで、上部旋回体３を目標施工面に正対させ且つマシンコントロール機能を開始させることができる。
【０１２４】
自動制御部５４は、それぞれの油圧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且つ自動的に調整することにより、それぞれの油圧アクチュエータを自動的に動作させることができる。
【０１２５】
本実施形態に係るショベル１００では、マシンコントロール機能を利用したアタッチメント等の自動制御が行われるが、自動制御が採用されない従来の手動操作の場合、単に、操作装置２６を通じて、ブーム下げ操作が行われるだけでは、ブーム４の下げ動作に伴い、地面に対するバケット６の相対的な角度も変化する。そのため、ショベル１００による転圧作業が行われる場合、バケット６の背面の曲面部が地面に当接してしまう可能性がある。この場合、バケット６の背面が地面から受ける面圧が、バケット６の背面の平坦部で接地する場合とは変化してしまうため、バケット６が地面に与える転圧力も変化してしまう。
【０１２６】
そこで、本実施形態では、例えば、自動制御部５４は、転圧作業を支援するために、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の少なくとも一つを自動的に伸縮させる。転圧作業は、バケット６の背面を地面に押さえ付け、所定の転圧力を地面に与える作業を可能にする。自動制御部５４は、例えば、オペレータが手動でブーム下げ操作を行っている場合に、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の少なくとも一つを自動的に伸縮させる。これにより、自動制御部５４は、所定の押し付け力でバケット６の背面を盛土作業後の地面（水平面）に押し付けることで、所定の押し付け力を地面に与える。このとき、自動制御部５４は、地面に対してバケット６の背面の比較的平らな部分が地面に当たるように、アタッチメントの姿勢を調整する。つまり、自動制御部５４は、アタッチメント（バケット６）の先端部を地面に対して押し付ける場合に、アタッチメントを転圧作業に最適な所定の姿勢にさせる。
【０１２７】
当該転圧作業に関する自動制御（以下、「転圧支援制御」）は、例えば、入力装置４２に含まれる転圧支援制御に関する専用スイッチ等の所定のスイッチ（以下、「転圧支援制御スイッチ」）が押下されたときに実行される。また、所定のスイッチが押された状態で所定の操作装置２６が操作されたときに実行されるようにしてもよい。この場合、自動制御部５４は、転圧支援制御スイッチが押下された状態で、操作装置２６（レバー装置２６Ａ）を通じて、ブーム下げ操作が行われると、バケット６の背面を自動的に目標施工面に接地させる。つまり、自動制御部５４は、ブーム下げ動作に伴い作業部位であるバケット６の背面の平坦部が目標施工面と平行状態で当接するようにアーム５及びバケット６を制御する。自動制御部５４は、その状態から操作装置２６（レバー装置２６Ａ）を通じて、ブーム下げ操作が行われると、更に、自動的に、バケット６の背面の平坦部の姿勢を維持しつつ、バケット６の背面の平坦部で地面を押し付けて、転圧作業を開始させる。この際、自動制御部５４（具体的には、後述する姿勢状態判断部５４２）によりアタッチメントの姿勢を判断する。バケット６から地面へ与える押し付け力は、後述の如く、ブームシリンダ７のシリンダ圧が同一であってもアタッチメントの姿勢に応じて変化してしまうからである。そのため、バケット６の地面への押し付け時（転圧作業時）には、自動制御部５４は、アタッチメントの姿勢に応じて、ブームシリンダ７のシリンダ圧を制御することで、アタッチメントの姿勢が変化しても、予め定めた転圧力を発生させる。また、転圧支援制御は、ショベル１００の転圧作業が行われる（開始される）場合に、自動的に開始されてもよい。この場合、コントローラ３０は、オペレータによる操作装置２６の操作傾向や、撮像装置Ｓ６の撮像画像に基づき判断されうるショベル１００の周辺の状況等に基づき、次の作業を予測し、予測される作業が転圧作業である場合、転圧支援制御を自動的に開始してよい。
【０１２８】
このように、本実施形態では、オペレータによるブーム下げ操作が行われると、バケット６の背面の平坦部の姿勢を維持しつつ、バケット６の背面の平坦部で地面を目標施工面に対して鉛直方向に押し付けて、所定の転圧力を地面へ与える。その後、バケット６の押し付けにより、地表面が沈み込む。
【０１２９】
このとき、オペレータは、目標高さ（目標施工面）よりも地表面が低くなると、当該ショベル１００が転圧を行った盛り土箇所において、十分な高さが得られていないと判断する。そのため、オペレータは、再度、ショベル１００による盛り土作業を行い、その後、再び、転圧支援制御に基づく所定の転圧力を与える、ショベル１００による転圧作業を行う。ここで、目標高さは、所定の基準面からの高さである。基準面は、例えば、盛り土を行う前の地表面である。また、作業現場における基準点に基づいて基準面を設定してもよい。
【０１３０】
一方、オペレータは、バケット６の押し付けにより地表面が沈み込んでも、転圧後の地表面の高さが目標高さ以上の場合には、十分な転圧力を与えることができたと判断し、次の箇所の転圧作業を行う。
【０１３１】
この際、コントローラ３０は、測位装置Ｖ１と、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等の姿勢センサを用いて、ショベル１００による転圧が行われた箇所を把握することができる。そのため、コントローラ３０は、記憶装置４７等に予め記憶される地形情報上に、転圧作業が完了した箇所をマッピングした複合情報を生成し、表示装置４０に表示させることもできる。また、コントローラ３０は、目標高さよりも地表面が低い箇所を地形情報上にマッピングした複合情報を生成し、表示装置４０に表示させてもよい。これにより、オペレータは、転圧作業や盛り土作業の進捗を把握することができる。
【０１３２】
ショベル１００による転圧作業では、バケット６による押し付け力が強すぎるとショベル１００の機体（下部走行体１）が大きく浮き上がってしまい、場合によっては、部品の損傷に繋がる可能性がある。一方、押し付け力が弱すぎると軟らかい地面が形成されてしまう可能性がある。また、バケット６の背面が地面に及ぼす力（押し付け力）は、アタッチメントの姿勢に応じて変化する。そのため、オペレータの手動操作による転圧作業の際に、バケット６の背面から地面に作用する適切な押し付け力を維持することは、熟練のオペレータであっても困難である。これに対して、自動制御部５４は、転圧支援制御により、これらの問題を解決しうる。
【０１３３】
また、自動制御部５４は、作業状況に基づき、表示装置４０や音声出力装置４３等を通じて、オペレータに転圧支援制御による転圧作業の実施を促す通知を出力してもよい。例えば、自動制御部５４は、転圧の対象領域として予め規定される領域にアタッチメントにより盛られた盛土が所定の厚さ以上になると、表示装置４０や音声出力装置４３等を通じて、オペレータに転圧支援制御による転圧作業の実施を促す通知を出力する。盛土部分の転圧作業では、盛土量が多すぎると、十分な締固めができず、盛土部分の崩壊の原因になりうるため、比較的薄い盛土を転圧により締固めた層を段階的に複数層積み重ねる必要があるからである。よって、ユーザは、盛土を多く盛り過ぎてしまう事態を回避できるため、ユーザの利便性が向上すると共に、作業効率が向上する。
【０１３４】
また、自動制御部５４は、入力装置４２等を通じて予め設定される、転圧の対象領域の転圧作業が完了した場合、表示装置４０や音声出力装置４３等を通じて、オペレータに予め設定される次の作業への移行を促す通知を出力してもよい。これにより、オペレータは、対象領域の転圧作業が終了したことを把握できるため、利便性が向上すると共に、作業効率が向上する。この場合、自動制御部５４は、撮像装置Ｓ６による撮像画像等に基づき、転圧の対象領域の転圧作業が完了したか否かを判断してよい。
【０１３５】
自動制御部５４による転圧支援制御の詳細は、後述する（図７参照）。
【０１３６】
記憶部５５には、マシンガイダンス機能やマシンコントロール機能に関する各種情報が記憶（保存）されている。例えば、記憶部５５には、マシンガイダンス機能やマシンコントロール機能に関する各種設定値が記憶される。また、例えば、記憶部５５には、転圧支援制御における目標となる転圧力（以下、「目標転圧力」）が記憶（保存）される。
【０１３７】
尚、記憶部５５に記憶される内容は、コントローラ３０の外部の記憶装置４７に記憶（保存）されてもよい。
【０１３８】
［ショベルに作用する力］
次に、図６を参照して、転圧支援制御の前提としてのコントローラ３０による作業反力の算出方法について説明する。
【０１３９】
図６は、転圧作業時にショベル１００（アタッチメント）に作用する力の関係を示す概略図である。
【０１４０】
転圧作業において、ショベル１００は、地形形状が目標施工面の形状と同じになるようにアタッチメントの先端部、具体的には、バケット６の背面を目標施工面に沿って移動させる際、アーム５の閉じ動作に対応してブーム４を上下方向に駆動させる。この際、ブーム４の下げ動作のときに生じるブーム推力が地表面へ転圧力として伝達される。そこで、ブーム推力が地表面へ伝達されるときの力の関係を具体的に説明する。
【０１４１】
図６において、点Ｐ１は、上部旋回体３とブーム４との連結点を示し、点Ｐ２は、上部旋回体３とブームシリンダ７のシリンダとの連結点を示す。また、点Ｐ３は、ブームシリンダ７のロッド７Ｃとブーム４との連結点を示し、点Ｐ４は、ブーム４とアームシリンダ８のシリンダとの連結点を示す。また、点Ｐ５は、アームシリンダ８のロッド８Ｃとアーム５との連結点を示し、点Ｐ６は、ブーム４とアーム５との連結点を示す。また、点Ｐ７は、アーム５とバケット６との連結点を示し、点Ｐ８は、バケット６の先端を示し、点Ｐ９は、バケット６の背面６ｂにおける所定点を示す。
【０１４２】
尚、図６中において、説明の明瞭化のため、バケットシリンダ９の図示を省略している。
【０１４３】
また、図６において、点Ｐ１及び点Ｐ３を結ぶ直線と水平線との間の角度をブーム角度θ１として示され、点Ｐ３及び点Ｐ６を結ぶ直線と点Ｐ６及び点Ｐ７を結ぶ直線との間の角度は、アーム角度θ２として示され、点Ｐ６及び点Ｐ７を結ぶ直線と点Ｐ７及び点Ｐ８を結ぶ直線との間の角度をバケット角度θ３として示される。
【０１４４】
更に、図６において、距離Ｄ１は、機体の浮き上がりが発生するときの回転中心ＲＣとショベル１００の重心ＧＣとの間の水平距離、即ち、ショベル１００の質量Ｍ及び重力加速度ｇの積である重力Ｍ・ｇの作用線と回転中心ＲＣとの間の距離を示す。そして、距離Ｄ１と重力Ｍ・ｇの大きさとの積は、回転中心ＲＣ周りの第１の力のモーメントの大きさを表す。
【０１４５】
尚、記号"・"は乗算を意味する。
【０１４６】
回転中心ＲＣの位置は、例えば、旋回状態センサＳ５の出力に基づき決定される。例えば、下部走行体１と上部旋回体３との間の旋回角度が０度の場合には、下部走行体１が接地面と接触する部分のうちの後端が回転中心ＲＣとなり、下部走行体１と上部旋回体３との間の旋回角度が１８０度の場合には、下部走行体１が接地面と接触する部分のうちの前端が回転中心ＲＣとなる。また、下部走行体１と上部旋回体３との間の旋回角度が９０度又は２７０度の場合には、下部走行体１が接地面と接触する部分のうちの側端が回転中心ＲＣとなる。
【０１４７】
また、図６において、距離Ｄ２は、回転中心ＲＣと点Ｐ９との間の水平距離、即ち、作業反力ＦＲのうちの地面（本例では、水平面）に垂直な成分（以下、「垂直成分」）ＦＲ１の作用線と回転中心ＲＣとの間の距離を示す。また、作業反力ＦＲの成分ＦＲ２は、作業反力ＦＲのうちの地面に平行な成分である。そして、距離Ｄ２と垂直成分ＦＲ１の大きさとの積は、回転中心ＲＣ周りの第２の力のモーメントの大きさを表す。
【０１４８】
本例では、作業反力ＦＲは、鉛直軸に対して作業角度θを形成し、作業反力ＦＲの垂直成分ＦＲ１は、ＦＲ１＝ＦＲ・ｃｏｓθで表される。また、作業角度θは、ブーム角度θ１、アーム角度θ２及びバケット角度θ３に基づき算出される。当該作業反力ＦＲのうちの垂直成分ＦＲ１に相当する力で、地面は目標施工面に対して垂直方向に押し付けられる。つまり、作業反力ＦＲの垂直成分ＦＲ１は、転圧作業時のバケット６の背面による地面の押し付け力に相当する。作業反力ＦＲの地面に平行な成分（以下、「平行成分」）ＦＲ２は、転圧作業時には大きな力は発生しない。本実施形態で説明する転圧作業時には、作業反力ＦＲのうちの垂直成分ＦＲ１が平行成分ＦＲ２と比較して大きな力となる。
【０１４９】
また、図６において、距離Ｄ３は、点Ｐ２及び点Ｐ３を結ぶ直線と回転中心ＲＣとの間の距離、即ち、ブームシリンダ７のロッド側油室へ供給された作動油によりブームシリンダ７のロッド７Ｃをシリンダ内へ収縮させようとする力ＦＢの作用線と回転中心ＲＣとの間の距離を示す。そして、距離Ｄ３と力ＦＢの大きさとの積は、回転中心ＲＣ周りの第３の力のモーメントの大きさを表す。本例では、ブームシリンダ７のロッド７Ｃをシリンダ内へ収縮させようとする力ＦＢは、バケット６の背面６ｂの点Ｐ９に作用する作業反力ＦＲに起因する。
【０１５０】
また、図６において、距離Ｄ４は、作業反力ＦＲの作用線と点Ｐ６との間の距離を示す。そして、距離Ｄ４と作業反力ＦＲの大きさとの積は、点Ｐ６周りの第１の力のモーメントの大きさを表す。
【０１５１】
また、図６において、距離Ｄ５は、点Ｐ４及び点Ｐ５を結ぶ直線と点Ｐ６との間の距離、すなわち、アーム５を閉じるアーム推力ＦＡの作用線と点Ｐ６との間の距離を示す。そして、距離Ｄ５とアーム推力ＦＡの大きさとの積は、点Ｐ６周りの第２の力のモーメントの大きさを表す。
【０１５２】
作業反力ＦＲの垂直成分ＦＲ１が回転中心ＲＣ周りにショベル１００を浮き上がらせようとする力のモーメントの大きさと、ブームシリンダ７のロッド７Ｃをシリンダ内へ収縮させようとする力ＦＢが回転中心ＲＣ周りにショベルを浮き上がらせようとする力のモーメントの大きさとを置き換え可能であると仮定する。この場合、回転中心ＲＣ周りの第２の力のモーメントの大きさと回転中心ＲＣ周りの第３の力のモーメントの大きさとの関係は以下の式（１）で表される。
【０１５３】
ＦＲ１・Ｄ２＝ＦＲ・ｃｏｓθ・Ｄ２＝ＦＢ・Ｄ３・・・（１）
【０１５４】
更に、図６のＸ−Ｘ断面図で示すように、ブームシリンダ７のロッド側油室７Ｒに面するピストンの環状受圧面積を面積ＡＢとし、ロッド側油室７Ｒにおける作動油の圧力をブームロッド圧ＰＢとすると、ブームシリンダ７のロッド７Ｃをシリンダ内に収縮させようとする力ＦＢは、ＦＢ＝ＰＢ・ＡＢで表される。したがって、式（１）は、以下の式（２）で表される。
【０１５５】
尚、記号"／"は除算を意味する。また、ブームロッド圧ＰＢは、ブームロッド圧センサＳ７Ｒの出力に基づき測定されうる。
【０１５６】
ＰＢ＝ＦＲ１・Ｄ２／（ＡＢ・Ｄ３）・・・（２）
【０１５７】
また、距離Ｄ１は定数であり、距離Ｄ２〜Ｄ５は、作業角度θと同様、掘削アタッチメントの姿勢、すなわち、ブーム角度θ１、アーム角度θ２、及び、バケット角度θ３に応じて決まる値である。具体的には、距離Ｄ２は、ブーム角度θ１、アーム角度θ２及びバケット角度θ３に応じて決まり、距離Ｄ３は、ブーム角度θ１に応じて決まり、距離Ｄ４は、バケット角度θ３に応じて決まり、距離Ｄ５は、アーム角度θ２に応じて決まる。
【０１５８】
このように、コントローラ３０は、上述の計算式や当該計算式に基づく算出マップを用いて、作業反力ＦＲを算出することができる。また、コントローラ３０は、ショベル１００の転圧作業中に、作業反力ＦＲを算出することにより、作業反力ＦＲのうちの垂直成分ＦＲ１の大きさを押し付け力の大きさとして算出することができる。
【０１５９】
［転圧支援制御の第１例］
次に、図７〜図９を参照して、コントローラ３０（自動制御部５４）による転圧支援制御の第１例について説明する。
【０１６０】
図７は、コントローラ３０（マシンガイダンス部５０）による転圧支援制御に関する機能構成の第１例を示す機能ブロック図である。図８は、ショベル１００による転圧作業の状況の一例を示す図である。具体的には、図８は、ショベル１００が盛土をし、元の地面ＴＰ０から第１層ＴＰ１、第２層ＴＰ２、第３層ＴＰ３の順に目標施工面を順次変更させながら、転圧作業を行っている状況を示す図である。また、図９は、ブームロッド圧とブームボトム圧の差圧（以下、「ブーム差圧」）ＤＰとバケット６のショベル１００の基準点（例えば、ブーム４の上部旋回体３との連結点の位置や上部旋回体３の前端位置等）からの前後方向の距離（以下、「前後距離」）Ｌとの関係の一例を示す図である。具体的には、ブーム差圧ＤＰ及び前後距離Ｌに関するバケット６の転圧力の等値線（コンター線）９０１，９０２が示される。
【０１６１】
尚、コンター線９０２に対応する転圧力は、コンター線９０１に対応する転圧力よりも大きい。また、図９の所定距離Ｌ１，Ｌ２，Ｌｎは、それぞれ、図８におけるバケット６の転圧位置ＰＳ１，ＰＳ２，ＰＳｎに対応する前後距離Ｌである。
【０１６２】
図７に示すように、マシンガイダンス部５０（自動制御部５４）は、転圧支援制御に関連する機能的な構成として、差圧算出部５４１と、姿勢状態判断部５４２と、転圧力測定部５４３と、転圧力比較部５４４を含む。
【０１６３】
差圧算出部５４１は、ブームロッド圧センサＳ７Ｒ及びブームボトム圧センサＳ７Ｂから入力される、ブームロッド圧及びブームボトム圧の検出値に基づき、ブームロッド圧とブームボトム圧の差圧（以下、「ブーム差圧」）ＤＰを算出する。
【０１６４】
姿勢状態判断部５４２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（何れも姿勢検出部の一例）から入力される、ブーム角度、アーム角度、及び、バケット角度の検出値に基づき、アタッチメントの姿勢状態を判断する。例えば、姿勢状態判断部５４２は、アタッチメントの姿勢状態により決まるバケット６の先端部、具体的には、地面に接地するバケット６の背面の所定点の位置情報を算出する。より具体的には、姿勢状態判断部５４２は、バケット６の前後距離Ｌを算出してよい。
【０１６５】
転圧力測定部５４３は、差圧算出部５４１及び姿勢状態判断部５４２により算出されるブーム差圧ＤＰ及び前後距離Ｌに基づき、バケット６から現に地面に作用している転圧力Ｆｄを算出（測定）する。
【０１６６】
作業反力は、上述の如く、ブームシリンダ７のロッド側油室へ供給された作動油によりブームシリンダ７のロッド７Ｃをシリンダ内へ収縮させようとする力に起因するため、ブーム差圧ＤＰが大きくなるほど、作業反力の垂直成分、つまり、バケット６から地面に作用する転圧力Ｆｄは大きくなる。
【０１６７】
また、バケット６から地面に作用する転圧力Ｆｄは、ブーム差圧が同じであっても、アタッチメントの姿勢に応じて変化する。
【０１６８】
例えば、図９のコンター線９０１，９０２から分かるように、同じ前後距離Ｌであっても、ブーム差圧ＤＰが大きくなるほど、転圧力が大きくなる。また、同じブーム差圧であても、前後距離Ｌが大きくなるほど、転圧力は小さくなる。
【０１６９】
尚、ブーム差圧ＤＰ及び前後距離Ｌに関する転圧力のコンター線は、非線形の場合もありうる。また、転圧力測定部５４３は、ブーム差圧に代えて、転圧力に関連するショベル１００に作用する力として、アーム推力や掘削反力の算出（測定）値を利用してもよい。また、転圧力測定部５４３は、バケット６の前後距離Ｌに代えて、アタッチメントの他の姿勢情報を利用してもよい。
【０１７０】
転圧力測定部５４３は、記憶部５５に記憶される、図９に示すようなブーム差圧ＤＰと前後距離Ｌと転圧力Ｆｄとの関係を示す情報（例えば、算出式、算出マップ、算出テーブル等）に基づき、転圧力Ｆｄを算出する。
【０１７１】
転圧力比較部５４４は、転圧力測定部５４３により測定された転圧力Ｆｄと、目標転圧力とを比較する。
【０１７２】
目標転圧力は、下限値ＦＬｌｉｍ及び上限値ＦＵｌｉｍを含む。
【０１７３】
下限値ＦＬｌｉｍは、転圧作業の品質を確保するために最低限必要な転圧力として設定される。
【０１７４】
上限値ＦＵｌｉｍは、転圧力がこれ以上になるとショベル１００のジャッキアップ量を所定基準以下に抑制する転圧力の上限として設定されている。
【０１７５】
尚、目標転圧力のうちの転圧作業の品質に対応する下限値ＦＬｌｉｍは、土質に応じて、可変されてよい。つまり、コントローラ３０は、転圧支援制御によりバケット６から所定の転圧力を地面に与える場合に、当該所定の転圧力を土質に応じて、変更してよい。このとき、コントローラ３０は、入力装置４２を通じたオペレータによる設定操作（例えば、表示装置４０に表示される操作画面上に表示される複数の種類の土質の中から選択する操作）に応じて、土質を判断してよい。また、コントローラ３０は、撮像装置Ｓ６による撮像画像等に基づき、自動的に、土質を判断してもよい。また、本例では、転圧力に基づきジャッキアップ発生の有無が判断されるが、任意の方法で判断されてよい。例えば、コントローラ３０は、機体傾斜センサＳ４の出力に基づき、ジャッキアップ発生の有無の判断してもよい。この場合、コントローラ３０は、上部旋回体３の前方の浮き上がりを機体傾斜センサＳ４の出力から検出し、所定の高さ、或いは、所定の角度まで浮き上がった場合に、ジャッキアップが発生したと判断することができる。
【０１７６】
転圧力比較部５４４は、転圧力測定部５４３により測定された転圧力Ｆｄと下限値ＦＬｌｉｍ及び上限値ＦＵｌｉｍとを比較し、測定された転圧力Ｆｄが下限値ＦＬｌｉｍ及び上限値ＦＵｌｉｍを含むその間の範囲にあるか否かを判定する。
【０１７７】
転圧力比較部５４４は、測定された転圧力Ｆｄが下限値ＦＬｌｉｍ及び上限値ＦＵｌｉｍを含むその間の範囲にある場合（ＦＬｌｉｍ≦Ｆｄ≦ＦＵｌｉｍ）、転圧作業に必要な転圧力が確保され、且つ、ジャッキアップ量を所定基準以下に抑制できると判断する。
【０１７８】
一方、転圧力比較部５４４は、測定された転圧力Ｆｄが下限値ＦＬｌｉｍを下回っている場合（Ｆｄ＜ＦＬｌｉｍ）、転圧作業に必要な転圧力が確保されていないと判断する。そして、転圧力比較部５４４は、適宜、比例弁３１に制御指令を出力することにより、転圧力Ｆｄが大きくなるように、アタッチメント（ブーム４、アーム５、及び、バケット６）の動作を調整する。これにより、バケット６から地面に作用する転圧力が調整され、転圧作業に必要な転圧力が確保されうる。
【０１７９】
また、転圧力比較部５４４は、測定された転圧力Ｆｄが上限値ＬＵｌｉｍを上回っている場合（Ｆｄ＞ＬＵｌｉｍ）、ショベル１００にジャッキアップ量が所定基準より大きくなる可能性があると判断する。そして、転圧力比較部５４４は、適宜、リリーフ弁３３に制御指令を出力することにより、過剰な圧力が発生しているブームシリンダ７のロッド側油室の作動油をタンクに排出させる。これにより、バケット６から地面に作用する転圧力が調整され、ショベル１００のジャッキアップ量が所定基準以下に抑制される。
【０１８０】
転圧力比較部５４４は、転圧支援制御の実行中、転圧力測定部５４３により逐次測定される転圧力Ｆｄに基づき、上述の動作を繰り返す。これにより、バケット６から地面に作用する転圧力が、転圧作業に必要な一定以上で、且つ、ショベル１００にジャッキアップ量が所定基準以下に抑制されうる。
【０１８１】
例えば、図８に示すように、本例では、ショベル１００は、機体に相対的に近い転圧位置ＰＳ１から転圧作業を開始する。そして、ショベル１００は、ブーム４を上下させることで、バケット６を転圧位置ＰＳ１の転圧作業を行い、その転圧作業が完了すると、ショベル１００の機体から離れる方向に隣接する転圧位置ＰＳ２の転圧作業を開始する。このようにして、ショベル１００は、順次、転圧位置ＰＳｎ（ｎは、３以上の整数）まで転圧作業を行ってよい。
【０１８２】
このとき、ある転圧位置ＰＳｋ（ｋは、１以上且つｎ−１以下の整数）とある転圧位置ＰＳ（ｋ＋１）との間では、バケット６により有効に転圧可能な範囲（以下、「有効転圧範囲」）が一部重複するような形では、転圧作業が進められる。例えば、転圧位置ＰＳ１の転圧作業が行われる場合のバケット６による有効転圧範囲ＰＳ１Ａと、転圧位置ＰＳ２の転圧作業が行われる場合のバケット６による有効転圧範囲ＰＳ２Ａとの間には、図中の左右方向に重複する範囲が存在する。これにより、転圧位置ＰＳｋの転圧作業と、隣接する転圧位置ＰＳ（ｋ＋１）の転圧作業とによって、転圧作業が不十分な領域や転圧作業が全く行われない領域が生じないようにすることができる。
【０１８３】
尚、図８において、ショベル１００は、バケット６をある程度の押し付け力で押し付けた状態で、バケット６を地面に沿って転圧位置ＰＳ１から転圧位置ＰＳｎまで移動させる態様で、転圧動作を行ってもよい。この場合に、キャビン１０に近い方の転圧位置ＰＳ１から転圧を開始できるので、キャビン１０に搭乗しているオペレータは、転圧される地面の状態（例えば、土質の状態等）を詳細に確認することができる。また、キャビン１０から離れた箇所、即ち、転圧位置ＰＳｎからキャビン１０へ向かって転圧作業が行われもよい。
【０１８４】
本実施形態に係るショベル１００は、例えば、図８に示すような転圧作業において、アタッチメントの姿勢状態（例えば、バケット６の前後距離Ｌ）を考慮しながら、比例弁３１を通じて、アタッチメントの動作を調整する。これにより、ショベル１００は、転圧作業において、一定以上の転圧力を確保することができる。そのため、ショベル１００は、転圧作業において、より精度よく地面（例えば、図８の第２層ＴＰ２に対応する目標施工面）の仕上げを行うことができる。また、本実施形態に係るショベル１００は、転圧力が過剰になり過ぎないように、リリーフ弁３３を通じて、アタッチメントの動作を調整する。これにより、ショベル１００は、転圧作業時に発生しうるジャッキアップ量を所定基準以下に抑制することができる。
【０１８５】
［操作系の油圧回路（パイロット回路）の他の例］
次に、図１０を参照して、操作系の油圧回路（パイロット回路）の他の例を説明する。
【０１８６】
図１０は、アタッチメントに対応する油圧アクチュエータを油圧制御するコントロールバルブ１７（制御弁１７４〜１７６）にパイロット圧を作用させるパイロット回路の構成の他の例を示す図である。具体的には、ブームシリンダ７を油圧制御するコントロールバルブ１７（制御弁１７５Ｌ，１７５Ｒ）にパイロット圧を作用させるパイロット回路の他の例を示す図である。
【０１８７】
尚、アームシリンダ８及びバケットシリンダ９のそれぞれを油圧制御するパイロット回路は、ブームシリンダ７を油圧制御する図１０のパイロット回路と同様に表される。また、下部走行体１（左右それぞれのクローラ）を駆動する走行油圧モータ１Ｌ，１Ｒを油圧制御するパイロット回路についても、図１０と同様に表される。また、上部旋回体３を駆動する旋回油圧モータ２Ａを油圧制御するパイロット回路についても、図１０と同様に表される。そのため、これらのパイロット回路の図示は省略される。
【０１８８】
本例のパイロット回路は、ブーム上げ操作用の電磁弁６０と、ブーム下げ操作用の電磁弁６２を含む。
【０１８９】
電磁弁６０は、パイロットポンプ１５とパイロット圧作動型のコントロールバルブ１７（具体的には、制御弁１７５（図２、図３参照））のブーム上げ側のパイロットポートとを繋ぐ油路（パイロットライン）内の作動油の圧力を調節可能に構成される。
【０１９０】
電磁弁６２は、パイロットポンプ１５とコントロールバルブ１７（制御弁１７５）の下げ側のパイロットポートとを繋ぐ油路（パイロットライン）内の作動油の圧力を調節可能に構成される。
【０１９１】
ブーム４（ブームシリンダ７）が手動操作される場合、コントローラ３０は、レバー装置２６Ａ（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）或いはブーム下げ操作信号（電気信号）を生成する。レバー装置２６Ａから出力される操作信号（電気信号）は、その操作内容（例えば、操作量及び操作方向）を表し、レバー装置２６Ａの操作信号生成部が出力するブーム上げ用操作信号（電気信号）及びブーム下げ用操作信号（電気信号）は、レバー装置２６Ａの操作内容（操作量及び操作方向）に応じて変化する。
【０１９２】
具体的には、コントローラ３０は、レバー装置２６Ａがブーム上げ方向に操作される場合、その操作量に応じたブーム上げ操作信号（電気信号）を電磁弁６０に対して出力する。電磁弁６０は、ブーム上げ操作信号（電気信号）に応じて動作し、制御弁１７５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、つまり、ブーム上げ操作信号（圧力信号）を制御する。同様に、コントローラ３０は、レバー装置２６Ａがブーム下げ方向に操作された場合、その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）に応じて動作し、制御弁１７５のブーム下げ側のパイロットポートに作用するパイロット圧、つまり、ブーム下げ操作信号（圧力信号）を制御する。これにより、コントロールバルブ１７は、レバー装置２６Ａの操作内容に応じたブームシリンダ７（ブーム４）の動作を実現することができる。
【０１９３】
一方、ブーム４（ブームシリンダ７）が自律動作する場合、コントローラ３０は、例えば、レバー装置２６Ａの操作信号生成部が出力する操作信号（電気信号）に依らず、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）或るい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以外の制御装置等が生成する電気信号であってもよい。これにより、コントロールバルブ１７は、補正操作信号（電気信号）に応じたブーム４（ブームシリンダ７）の自律動作を実現することができる。
【０１９４】
また、同様のパイロット回路に基づくアーム５（アームシリンダ８）、バケット６（バケットシリンダ９）、上部旋回体３（旋回油圧モータ２Ａ）、及び下部走行体１（走行油圧モータ１Ｌ，１Ｒ）の動作についても、ブーム４（ブームシリンダ７）の動作と同様である。
【０１９５】
このように、電気式の操作装置２６が採用される場合、コントローラ３０は、油圧パイロット式の操作装置２６が採用される場合に比して、ショベル１００の自律制御機能をより容易に実行することができる。
【０１９６】
［ショベルを含む作業支援システム］
次に、図１１を参照して、本実施形態に係るショベル１００を含む作業支援システムの概要について説明する。
【０１９７】
図１１は、ショベル１００を含む作業支援システムＳＹＳの一例を示す図である。
【０１９８】
図１１に示すように、作業支援システムＳＹＳは、ショベル１００と、支援装置２００と、管理装置３００を含む。
【０１９９】
本例では、作業支援システムＳＹＳは、支援装置２００或いは管理装置３００とショベル１００との間の通信に基づき、支援装置２００或いは管理装置３００からのショベル１００の作業支援を行うことが可能に構成される。
【０２００】
尚、作業支援システムＳＹＳに含まれるショベル１００は、一台であってもよいし、複数台であってもよい。また、作業支援システムＳＹＳに含まれる支援装置２００及び管理装置３００は、それぞれ、一台であってもよいし、複数台であってもよい。
【０２０１】
支援装置２００は、例えば、ショベル１００に関連するユーザ（例えば、ショベル１００の作業現場の作業者、監督者、ショベル１００のオペレータ等）がショベル１００の作業を支援するための用いられる。支援装置２００は、例えば、ショベル１００に関するユーザが利用するユーザ端末である。具体的には、支援装置２００は、例えば、スマートフォン、タブレット端末、ラップトップ型のコンピュータ端末等の携帯端末であってよい。また、支援装置２００は、例えば、作業現場の仮設事務所等に設置されるデスクトップ型のコンピュータ端末等の定置端末であってもよい。
【０２０２】
支援装置２００は、例えば、基地局を末端とする移動体通信網や衛星通信網等の所定の通信ネットワークを通じて、ショベル１００や管理装置３００と通信可能に接続される。この場合、支援装置２００は、管理装置３００経由で、ショベル１００と通信可能に接続される態様であってもよい。また、支援装置２００は、例えば、所定の近距離通信（例えば、ブルートゥース通信（登録商標）やＷｉＦｉ通信等）を通じて、ショベル１００と直接的に通信可能であってもよい。
【０２０３】
支援装置２００は、例えば、ショベル関連ユーザの操作に応じて、ショベル１００に作業支援のための制御指令を送信可能な態様であってよい。具体的には、支援装置２００は、ショベル関連ユーザは、支援装置２００を通じて、ショベル１００を遠隔操作可能なように、支援装置２００は構成されてもよい。
【０２０４】
管理装置３００は、例えば、ショベル１００と相対的に離れた場所から、ショベル１００の動作、作業、運用等を管理する。管理装置３００は、例えば、作業現場外の管理センタ等に設置されるサーバ装置である。また、管理装置３００は、作業現場内の仮設事務所等に設置される管理用のコンピュータ端末であってもよい。また、管理装置３００は、可搬性のコンピュータ端末（例えば、ラップトップ型のコンピュータ端末、タブレット端末、スマートフォン等の携帯端末）であってもよい。
【０２０５】
管理装置３００は、例えば、支援装置２００の場合と同様、基地局を末端とする移動体通信網や衛星通信網等の所定の通信ネットワークを通じて、ショベル１００と通信可能に接続される。
【０２０６】
管理装置３００は、例えば、管理者等の操作に応じて、ショベル１００に作業支援のための制御指令を送信可能な態様であってよい。具体的には、管理者等は、管理装置３００を通じて、ショベル１００を遠隔操作可能な態様であってもよい（図１６参照）。また、管理者等は、予め遠隔操作のための制御プログラムを管理装置３００にインストールしておくことにより、管理装置３００に自律的な遠隔操作を行わせてもよい。
【０２０７】
このように、支援装置２００及び管理装置３００の少なくとも一方は、ショベル関連ユーザや管理者等の操作に応じて、或いは、自身にインストールされる制御プログラムの動作に応じて、遠隔操作用の制御指令をショベル１００に送信してよい。この場合、支援装置２００や管理装置３００の表示装置（ディスプレイ）には、ショベル１００から送信されるショベル１００の周囲の画像情報が表示されてよい。これにより、ショベル関連ユーや管理者等は、ショベル１００のキャビン１０外にいる状態で、ショベル１００の機体からショベル１００の周囲を見たときの状況を把握しながら、遠隔操作を行うことができる。
【０２０８】
上述のようなショベル１００の作業支援システムＳＹＳでは、ショベル１００のコントローラ３０は、例えば、通信装置Ｔ１を通じて、転圧に関する作業情報（例えば、転圧力や転圧位置に関する情報等）を支援装置２００や管理装置３００等に送信してもよい。
【０２０９】
転圧に関する作業情報には、例えば、転圧位置ごとの転圧作業を開始した時刻（以下、「開始判定時刻」）に関する情報、開始判定時刻におけるショベル１００の機体の一部の位置に関する情報、開始判定時刻におけるショベル１００の作業内容に関する情報、開始判定時刻における作業環境に関する情報、並びに、開始判定時刻及びその前後の期間に測定されたショベル１００の動きに関する情報等の少なくとも一つを含む。更に、転圧に関する作業情報には、例えば、転圧位置ごとの転圧作業が完了した時刻（以下、「完了判定時刻」）に関する情報、完了判定時刻におけるショベル１００の機体の一部の位置に関する情報、完了判定時刻におけるショベル１００の作業内容に関する情報、完了判定時刻における作業環境に関する情報、並びに、完了判定時刻及びその前後の期間に測定されたショベル１００の動きに関する情報等の少なくとも一つが含まれてよい。このとき、作業環境に関する情報には、例えば、地面の傾斜に関する情報、及びショベル１００の周囲の天気に関する情報等の少なくとも一つが含まれてよい。また、ショベル１００の動きに関する情報には、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一つが含まれてよい。
【０２１０】
また、転圧に関する作業情報には、例えば、ショベル１００がジャッキアップした場合のジャッキアップと判定された時刻（以下、「ジャッキアップ時刻」）に関する情報、ジャッキアップ時刻におけるその機体の一部の位置に関する情報、ジャッキアップ時刻におけるショベル１００の作業内容に関する情報、ジャッキアップ時刻における作業環境に関する情報、並びに、ジャッキアップ時刻及びその前後の期間に測定されたショベル１００の動きに関する情報等の少なくとも一つが含まれる。
【０２１１】
また、ショベル１００のコントローラ３０は、例えば、通信装置Ｔ１を通じて、撮像装置Ｓ６の撮像画像を支援装置２００等に送信してもよい。送信対象の撮像画像には、例えば、開始判定時刻や完了判定時刻を含む所定期間に撮像された複数の撮像画像が含まれてよい。当該所定期間は、開始判定時刻に先行する期間や完了判定時刻よりも後の期間を含まれていてもよい。
【０２１２】
また、コントローラ３０は、上述の開始判定時刻や完了判定時刻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情報、ショベル１００の姿勢に関する情報、及び掘削アタッチメントの姿勢に関する情報等の少なくとも一つつを支援装置２００や管理装置３００等に送信してもよい。
【０２１３】
これにより、支援装置２００や管理装置３００等を利用する管理者等は、作業現場に関する情報を入手することができる。即ち、支援装置２００や管理装置３００等を利用する管理者等は、ショベル１００による作業の進捗の分析等を行うことができると共に、更には、そのような分析結果に基づき、ショベル１００の作業環境を改善することができる。よって、転圧に関する作業情報を管理することで、転圧後の仕上げ作業における土量の把握等を適確に行うことができる。
【０２１４】
また、コントローラ３０は、物体検知装置の出力情報に基づき、ショベル１００の所定範囲内への進入物の有無を判定してもよい。この場合、コントローラ３０は、例えば、人や建屋などの障害物が検知される場合、ショベル１００を減速或いは停止させる。そして、コントローラ３０は、通信装置Ｔ１を通じて、進入物に関する情報を支援装置２００や管理装置３００等に送信してもよい。進入物に関する情報は、例えば、進入物の位置に関する情報、進入物を判定した時刻（以下、「進入物判定時刻」）に関する情報、進入物判定時刻におけるショベル１００の機体の一部の位置に関する情報、進入物判定時刻におけるショベル１００の作業内容に関する情報、進入物判定時刻における作業環境に関する情報、並びに、進入物判定時刻及びその前後の期間に測定されたショベル１００の動きに関する情報等の少なくとも一つが含まれてよい。
【０２１５】
これにより、支援装置２００や管理装置３００を利用する管理者等は、作業中にショベル１００の動きを減速或いは停止させなければならない状況が発生した原因等を分析できると共に、更には、そのような分析結果に基づき、ショベル１００の作業環境を改善することができる。
【０２１６】
［転圧支援制御の第２例］
次に、図１２を参照して、コントローラ３０（マシンガイダンス部５０）による転圧支援制御の第２例について説明する。
【０２１７】
図１２は、コントローラ３０による転圧支援制御に関する機能構成の第２例を示す機能ブロック図である。
【０２１８】
尚、本例では、操作装置２６は、電気式で（図１０参照）あり、その操作内容を表す操作信号（電気信号）を出力する前提で説明を進める。以下、後述の図１３〜図１５の場合についても同様である。但し、当然の如く、操作装置２６は、油圧パイロット式（図４Ａ〜図４Ｃ参照）であってもよく、この場合、コントローラ３０（マシンガイダンス部５０）は、操作圧センサ２９の検出情報に基づき、操作装置２６の操作内容を把握する。
【０２１９】
本例では、ブームシリンダ７のシリンダ圧（ブームロッド圧及びブームボトム圧）、具体的には、シリンダ圧に基づく転圧力を基準として転圧完了を判定する制御態様（以下、便宜的に「圧力制御」）が適用される。適用される制御態様は、例えば、コントローラ３０の外部から入力される転圧条件により指定されてよい。転圧条件は、例えば、入力装置４２を通じて、オペレータにより入力されてもよいし、通信装置Ｔ１を通じて、外部装置（例えば、支援装置２００や管理装置３００）から入力（受信）されてもよい。以下、後述の図１３〜図１６の場合についても同様である。
【０２２０】
本例では、コントローラ３０のマシンガイダンス部５０は、必要高さ設定部Ｆ１０１と、目標転圧力設定部Ｆ１０２と、バケット現在位置算出部Ｆ１０３と、転圧力算出部Ｆ１０４と、比較部Ｆ１０５と、転圧完了判定部Ｆ１０６と、ジャッキアップ判断部Ｆ１０７と、速度指令生成部Ｆ１０８と、制限部Ｆ１０９と、指令値算出部Ｆ１１０を含む。
【０２２１】
必要高さ設定部Ｆ１０１は、コントローラ３０の外部から入力される転圧条件に基づき、転圧位置の地面において、必要な高さ方向の位置基準（以下、「必要高さ」）を設定する。
【０２２２】
目標転圧力設定部Ｆ１０２は、転圧条件に基づき、目標転圧力を設定する。
【０２２３】
バケット現在位置算出部Ｆ１０３は、ブーム角度β１、アーム角度β２、バケット角度β３、及び旋回角度α１の検出値に基づき、バケット６の作業部位、つまり、背面の現在位置（以下、「バケット現在位置」）を算出する。ブーム角度β１、アーム角度β２、バケット角度β３、及び旋回角度α１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、及び旋回状態センサＳ５により検出される。
【０２２４】
転圧力算出部Ｆ１０４は、ブームボトム圧センサＳ７Ｂ及びブームロッド圧センサＳ７Ｒの出力に基づき、現在のバケット６から地面に作用している転圧力を算出（推定）する。
【０２２５】
比較部Ｆ１０５は、転圧力算出部Ｆ１０４により算出される現在の転圧力と目標転圧力とを比較し、現在の転圧力が目標転圧力に到達しているか否かを判定する。比較部Ｆ１０５は、比較結果を転圧完了判定部Ｆ１０６に出力する。
【０２２６】
転圧完了判定部Ｆ１０６は、比較部Ｆ１０５の比較結果、必要高さ設定部Ｆ１０１により設定された必要高さ、及びバケット現在位置算出部Ｆ１０３により算出されるバケット現在位置に基づき、現在の転圧位置の転圧作業が完了したか否かを判定する。
【０２２７】
具体的には、転圧完了判定部Ｆ１０６は、現在の転圧力が目標転圧力に到達していない場合、"転圧作業未完了"（即ち、現在の転圧位置の転圧作業が未完了である）と判定する。また、転圧完了判定部Ｆ１０６は、現在の転圧力が目標転圧力に到達した場合、そのときの現在の転圧位置の高さ位置が必要高さ以上であるときに、"転圧作業完了"（即ち、現在の転圧位置の転圧作業が完了した）と判定する。また、転圧完了判定部Ｆ１０６は、在の転圧力が目標転圧力に到達した場合、そのときの現在の転圧位置の高さが必要高さ未満であるときに、"盛り土要"（即ち、盛り土が必要である）と判定する。
【０２２８】
転圧完了判定部Ｆ１０６は、その判定結果を表示装置４０に表示させる。このとき、"転圧作業未完了"の場合、特段の通知（表示）は行われず、"転圧作業完了"の場合、或いは、"盛り土要"の場合だけ、その旨が表示されてもよい。これにより、オペレータは、現在の転圧位置の転圧作業が完了したか否か、及び盛り土が必要か否か等を把握することができる。そのため、表示装置４０に転圧作業が完了したと表示された場合、オペレータは、現在の転圧位置の転圧作業を終了する。そして、オペレータは、下部走行体１、上部旋回体３、及びアタッチメント少なくとも一つを操作することで、次の転圧位置（例えば、現在、図８の転圧位置ＰＳ１の転圧作業が行われている場合の転圧位置ＰＳ２）の転圧作業に移行することができる。また、表示装置４０に盛り土が必要と表示された場合、オペレータは、（下部走行体１、）上部旋回体３、及びアタッチメント少なくとも一つを操作することで、盛り土用の土砂を現在の転圧位置に補充する作業を行うことができる。
【０２２９】
ジャッキアップ判断部Ｆ１０７は、機体傾斜センサＳ４の出力、つまり、ショベル１００の傾斜角度にする検出情報に基づき、ショベル１００がジャッキアップしているか否かを判断する。ジャッキアップ判断部Ｆ１０７は、判断結果を速度指令生成部Ｆ１０８に出力する。
【０２３０】
速度指令生成部Ｆ１０８は、操作装置２６の操作内容に対応する操作信号（電気信号）と、ジャッキアップ判断部Ｆ１０７の判断結果に基づき、ブーム４、アーム５、及びバケット６の速度指令を生成する。例えば、速度指令生成部Ｆ１０８は、操作装置２６の操作内容に応じて、アタッチメントを構成する被駆動要素（ブーム４、アーム５、及びバケット６）のうちのマスタ要素としてのブーム４の速度指令を生成する。また、速度指令生成部Ｆ１０８は、ブーム４の動作に追従して、バケット６の背面が転圧位置に当接し、且つ、転圧対象の地面に対するバケット６の相対的な姿勢角度が一定に維持されるように、スレーブ要素としてのアーム５及びバケット６の速度指令を生成する。また、速度指令生成部Ｆ１０８は、ジャッキアップ判断部Ｆ１０７によりショベル１００がジャッキアップしていると判断された場合、ブーム４、アーム５、及びバケット６を制動或いは停止させるための速度指令（以下、「制動指令」或いは「停止指令」）を出力する。
【０２３１】
制限部Ｆ１０９は、ショベル１００の転圧動作を制限すべき所定の制限条件（以下、「動作制限条件」）が成立する場合に、速度指令生成部Ｆ１０８により生成された速度指令を補正した補正速度指令を生成し、指令値算出部Ｆ１１０に出力する。一方、制限部Ｆ１０９は、ショベル１００の動作制限条件が成立しない場合、速度指令生成部Ｆ１０８から入力される速度指令をそのまま指令値算出部Ｆ１１０に出力する。
【０２３２】
動作制限条件は、例えば、"速度指令に対応するブーム４の速度指令に対応する下降速度が、コントローラ３０の外部から入力される土質情報（例えば、密度、硬さ等）に基づく上限速度を超えていること"が含まれる。土質情報は、例えば、入力装置４２を通じて、オペレータにより入力されてもよいし、通信装置Ｔ１を通じて、外部装置（例えば、支援装置２００や管理装置３００）から入力（受信）されてもよい。また、土質情報は、撮像装置Ｓ６のショベル１００の周囲の撮像画像に基づき、自動的に判断されてもよい。
【０２３３】
指令値算出部Ｆ１１０は、制限部Ｆ１０９から入力される速度指令或いは補正速度指令に基づき、ブーム４、アーム５、及びバケット６の姿勢角度（ブーム角度、アーム角度、及びバケット角度）に関する指令値を算出し、出力する。具体的には、指令値算出部Ｆ１１０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を生成し、出力する。
【０２３４】
マシンガイダンス部５０は、例えば、ブーム指令値β１ｒとブーム角度β１との間の偏差がゼロになるように、ブームシリンダ７に対応する電磁弁６０，６２に関するフィードバック制御を行う。また、マシンガイダンス部５０は、アーム指令値β２ｒとアーム角度β２との間の偏差がゼロになるように、アームシリンダ８に対応する電磁弁６０，６２に関するフィードバック制御を行う。また、マシンガイダンス部５０は、例えば、バケット指令値β３ｒとバケット角度β３との偏差がゼロになるように、電磁弁６０，６２に関するフィードバック制御を行う。
【０２３５】
このように、本例では、マシンガイダンス部５０は、圧力制御を用い、オペレータの操作に応じて、マスタ要素としてのブーム４の動作に追従（連動）させる形で、バケット６の背面が転圧位置の地面に所定の角度で当接するように、スレーブ要素としてのアーム５、バケット６の動作を自動制御することができる。そのため、ショベル１００は、オペレータの操作に応じて、所望の転圧動作を実現することができる。
【０２３６】
［転圧支援制御の第３例］
次に、図１３を参照して、コントローラ３０（マシンガイダンス部５０）による転圧支援制御の第３例について説明する。
【０２３７】
図１３は、コントローラ３０による転圧支援制御に関する機能構成の第３例を示す機能ブロック図である。
【０２３８】
本例では、ブームシリンダ７のシリンダ圧（ブームロッド圧及びブームボトム圧）、具体的には、必要高さに到達したか否かを基準として転圧完了を判定する制御態様（以下、便宜的に「高さ制御」）が適用される点で、上述の第２例と異なる。
【０２３９】
以下、図１２の第２例と異なる部分を中心に説明を行い、対応する部分の説明が省略或いは簡略される場合がある。
【０２４０】
本例では、コントローラ３０のマシンガイダンス部５０は、必要高さ設定部Ｆ２０１と、目標転圧力設定部Ｆ２０２と、バケット現在位置算出部Ｆ２０３と、転圧力算出部Ｆ２０４と、比較部Ｆ２０５と、転圧完了判定部Ｆ２０６と、ジャッキアップ判断部Ｆ２０７と、目標高さ設定部Ｆ２０８と、速度指令生成部Ｆ２０９と、制限部Ｆ２１０と、指令値算出部Ｆ２１１を含む。
【０２４１】
通常、転圧作業は土砂を埋めた後に行われる。そこで、本例では、土砂を埋める前の地面の高さと転圧後の高さとの差が必要な高さと設定され、転圧によりバケット６が必要な高さより沈んだ場合に、転圧不足として判断される。以下、図１４の第４例の場合も同様である。
【０２４２】
必要高さ設定部Ｆ２０１、目標転圧力設定部Ｆ２０２、バケット現在位置算出部Ｆ２０３、転圧力算出部Ｆ２０４、ジャッキアップ判断部Ｆ２０７、及び指令値算出部Ｆ２１１の機能は、それぞれ、図１２の必要高さ設定部Ｆ１０１、目標転圧力設定部Ｆ１０２、バケット現在位置算出部Ｆ１０３、転圧力算出部Ｆ１０４、ジャッキアップ判断部Ｆ１０７、及び指令値算出部Ｆ１１０と同じであるため、説明を省略する。
【０２４３】
比較部Ｆ２０５は、必要高さ設定部Ｆ２０１により設定される必要高さと、バケット現在位置算出部Ｆ２０３により算出される地面に当接しているときのバケット現在位置（つまり、現在の転圧位置の地面の高さ位置）とを比較する。比較部Ｆ２０５は、比較結果を転圧完了判定部Ｆ２０６に出力する。
【０２４４】
転圧完了判定部Ｆ２０６は、比較部Ｆ２０５の比較結果、目標転圧力設定部Ｆ２０２により設定された目標転圧力、及び転圧力算出部Ｆ２０４により算出された現在の転圧力に基づき、現在の転圧位置の転圧作業が完了したか否かを判定する。
【０２４５】
具体的には、転圧完了判定部Ｆ２０６は、現在の転圧位置の地面の高さが必要高さに到達していない（つまり、バケット６が必要高さを超えて沈み込んでいる場合）、"転圧作業未完了"（即ち、現在の転圧位置の転圧作業が未完了である）と判定する。また、転圧完了判定部Ｆ２０６は、現在の転圧位置の地面の高さが必要高さに到達している場合、そのときの転圧力が目標転圧力以上であるときに、"転圧作業完了"（即ち、現在の転圧位置の転圧作業が完了した）と判定する。また、転圧完了判定部Ｆ２０６は、現在の転圧位置の地面の高さが必要高さに到達している場合、そのときの転圧力が目標転圧力以上であるときに、"転圧力不足"と判定する。
【０２４６】
転圧完了判定部Ｆ２０６は、その判定結果を表示装置４０に表示させる。このとき、"転圧作業未完了"の場合、特段の通知（表示）は行われず、"転圧作業完了"と判定された場合、或いは、"転圧力不足"と判定された場合だけ、その旨が表示されてもよい。これにより、オペレータは、現在の転圧位置の転圧作業が完了したか否か、及び転圧力不足であるか否か等を把握することができる。そのため、表示装置４０に転圧作業が完了したと表示された場合、オペレータは、現在の転圧位置の転圧作業を終了する。そして、オペレータは、下部走行体１、上部旋回体３、及びアタッチメント少なくとも一つを操作することで、次の転圧位置の転圧作業に移行することができる。また、表示装置４０に転圧力不足と判定された場合、オペレータは、そのまま転圧作業を継続させ、転圧力不足を解消させたり、下部走行体１、上部旋回体３、及びアタッチメント少なくとも一つを操作することで、盛り土用の土砂を現在の転圧位置に補充する作業を行わせたりすることができる。
【０２４７】
目標高さ設定部Ｆ２０８は、アタッチメントの自動制御時における目標高さを設定する。具体的には、目標高さ設定部Ｆ２０８は、必要高さ設定部Ｆ２０１により設定される必要高さよりも低い高さ位置を目標高さとして設定してよい。つまり、目標高さは、少なくとも転圧後の地表面の位置よりも低い位置に設定する必要がある。
【０２４８】
速度指令生成部Ｆ２０９は、操作装置２６の操作信号、ジャッキアップ判断部Ｆ２０７の判断結果、及び目標高さ設定部Ｆ２０８により設定された目標高さに基づき、ブーム４、アーム５、及びバケット６の速度指令を生成する。例えば、速度指令生成部Ｆ２０９は、図１２の第２例の場合と同様、操作装置２６の操作内容に応じて、アタッチメントを構成する被駆動要素（ブーム４、アーム５、及びバケット６）のうちのマスタ要素としてのブーム４の速度指令を生成する。また、速度指令生成部Ｆ２０９は、ブーム４の動作に追従して、バケット６の背面が転圧位置に当接し、且つ、転圧対象の地面に対するバケット６の相対的な姿勢角度が一定に維持されるように、スレーブ要素としてのアーム５及びバケット６の速度指令を生成する。また、速度指令生成部Ｆ２０９は、ジャッキアップ判断部Ｆ１０７によりショベル１００がジャッキアップしていると判断された場合、ブーム４、アーム５、及びバケット６を制動或いは停止させるための速度指令（以下、「制動指令」或いは「停止指令」）を出力する。
【０２４９】
制限部Ｆ２１０は、ショベル１００の動作制限条件が成立する場合に、速度指令生成部Ｆ２０９により生成された速度指令を補正した補正速度指令を生成し、指令値算出部Ｆ２１１に出力する。一方、制限部Ｆ２１０は、ショベル１００の動作制限条件が成立しない場合、速度指令生成部Ｆ２０９から入力される速度指令をそのまま指令値算出部Ｆ２１１に出力する。
【０２５０】
動作制限条件には、図１２の第２例で例示する条件に加えて、例えば、"現在の転圧位置が必要高さ未満であるにも関わらず現在の転圧力が相対的に高すぎること"が含まれる。また、当該動作制限条件が成立する場合、制限部Ｆ２１０は、表示装置４０に追加の盛り土を促す通知を表示させてもよい。
【０２５１】
このように、本例では、マシンガイダンス部５０は、高さ制御を用いて、例えば、マスタ要素としてのブーム４の動作に追従（連動）させる形で、バケット６の背面が転圧位置の地面に所定の角度で当接するように、スレーブ要素としてのアーム５、バケット６の動作を自動制御することができる。そのため、ショベル１００は、オペレータの操作に応じて、所望の転圧動作を実現することができる。
【０２５２】
［転圧支援制御の第４例］
次に、図１４を参照して、コントローラ３０（マシンガイダンス部５０）による転圧支援制御の第４例について説明する。
【０２５３】
図１４は、コントローラ３０による転圧支援制御に関する機能構成の第４例を示す機能ブロック図である。
【０２５４】
本例では、圧力制御が適用される点で上述の第２例（図１３）と共通する。また、本例では、現在の転圧位置の転圧作業が完了し、次の転圧位置への走行移動や旋回移動が必要な場合に、下部走行体１や上部旋回体３を自律動作させることにより、自動で、次の転圧位置にショベル１００を移動させる制御態様（以下、「自律移動制御」）が適用される点で上述の第２例と異なる。
【０２５５】
以下、図１２の第２例と異なる部分を中心に説明を行い、対応する部分の説明が省略或いは簡略される場合がある。
【０２５６】
本例では、コントローラ３０のマシンガイダンス部５０は、必要高さ設定部Ｆ３０１と、目標転圧力設定部Ｆ３０２と、バケット現在位置算出部Ｆ３０３と、転圧力算出部Ｆ３０４と、比較部Ｆ３０５と、転圧完了判定部Ｆ３０６と、ジャッキアップ判断部Ｆ３０７と、転圧段取り設定部Ｆ３０８と、次転圧位置算出部Ｆ３０９と、動作内容判定部Ｆ３１０と、速度指令生成部Ｆ３１１と、制限部Ｆ３１２と、指令値算出部Ｆ３１３を含む。
【０２５７】
必要高さ設定部Ｆ３０１、目標転圧力設定部Ｆ３０２、バケット現在位置算出部Ｆ３０３、転圧力算出部Ｆ３０４、比較部Ｆ３０５、転圧完了判定部Ｆ３０６、ジャッキアップ判断部Ｆ３０７の機能は、それぞれ、図１２の必要高さ設定部Ｆ１０１、目標転圧力設定部Ｆ１０２、バケット現在位置算出部Ｆ１０３、転圧力算出部Ｆ１０４、比較部Ｆ１０５、転圧完了判定部Ｆ１０６、及びジャッキアップ判断部Ｆ１０７と同じであるため、説明を省略する。
【０２５８】
転圧段取り設定部Ｆ３０８は、入力装置４２に含まれる転圧領域入力部４２ａから入力される転圧作業の対象の領域（以下、「転圧領域」）に関する情報に基づき、ショベル１００の転圧作業の段取りを設定する。転圧領域入力部４２ａは、例えば、オペレータからの操作入力を受け付け、表示装置４０に表示される転圧領域を入力するための所定の入力画面（ＧＵＩ：Graphical User Interface）を操作することにより、オペレータの操作に基づく転圧領域に関する情報を入力してよい。また、転圧領域に関する情報は、通信装置Ｔ１を通じて、所定の外部装置（例えば、支援装置２００や管理装置３００）から入力されてもよい。
【０２５９】
次転圧位置算出部Ｆ３０９は、転圧完了判定部Ｆ３０６により現在の転圧位置の転圧作業が完了したと判定される場合に、撮像装置Ｓ６の撮像画像と、転圧段取り設定部Ｆ３０８により設定される転圧領域全体の転圧作業の段取りとに基づき、次の転圧位置（以下、「次転圧位置」）を算出する。
【０２６０】
動作内容判定部Ｆ３１０は、操作装置２６の操作内容、及び転圧完了判定部Ｆ３０６の判定結果に基づき、ショベル１００が行うべき動作内容を判定する。
【０２６１】
具体的には、動作内容判定部Ｆ３１０は、転圧完了判定部Ｆ３０６により"転圧作業未完了"と判定される場合、ショベル１００が行うべき動作内容を現在の転圧位置の転圧動作であると判定する。また、動作内容判定部Ｆ３１０は、転圧完了判定部Ｆ３０６により"盛り土要"と判定される場合、ショベル１００が行うべき動作は、盛り土動作と判定する。このとき、盛り土動作は、例えば、ブーム上げ旋回動作、バケット６への土砂収容動作、ブーム下げ旋回動作、及びバケット６の土砂の排土動作の組み合わせにより実現されてよい。また、動作内容判定部Ｆ３１０は、転圧完了判定部Ｆ３０６により"転圧作業完了"と判定される場合、ショベル１００が次の転圧位置の転圧作業を行うために移動（走行移動及び旋回移動の少なくとも一方）が必要か否かを更に判定する。動作内容判定部Ｆ３１０は、ショベル１００が次転圧位置の転圧動作を行うための移動が必要な場合、ショベル１００が行うべき動作内容が移動動作であると判定する。また、動作内容判定部Ｆ３１０は、次の転圧位置の転圧作業を行うために移動が必要でない場合（例えば、図８の転圧作業の対象が転圧位置ＰＳ１から転圧位置ＰＳ２に移行される場合）、ショベル１００が行うべき動作内容を次転圧位置の転圧動作であると判定する。
【０２６２】
速度指令生成部Ｆ３１１は、動作内容判定部Ｆ３１０の判定結果、操作装置２６の操作内容、及び次転圧位置算出部Ｆ３０９の算出結果（即ち、次転圧位置）に基づき、下部走行体１の右側のクローラ、左側のクローラ、上部旋回体３、ブーム４、アーム５、及びバケット６の少なくとも一つに関する速度指令を出力する。
【０２６３】
具体的には、速度指令生成部Ｆ３１１は、動作内容判定部Ｆ３１０によりショベル１００の行うべき動作内容が現在の転圧位置の転圧動作或いは次転圧位置の転圧動作と判定される場合、操作装置２６の操作内容に応じて、現在の転圧位置或いは次転圧位置に対応する態様で、図１２の第２例の場合と同様のブーム４、アーム５、及びバケット６の速度指令を出力してよい。
【０２６４】
また、速度指令生成部Ｆ３１１は、動作内容判定部Ｆ３１０によりショベル１００の行うべき動作内容が盛り土動作と判定される場合、操作装置２６の操作内容に応じて、或いは、操作装置２６の操作内容に依らず、ブーム上げ旋回動作、土砂収容動作、ブーム下げ旋回動作、或いは排土動作の何れかに対応する（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の少なくとも一つに関する速度指令を出力してよい。
【０２６５】
また、速度指令生成部Ｆ３１１は、動作内容判定部Ｆ３１０によりショベル１００の行うべき動作内容が移動動作であると判定された場合、操作装置２６の操作内容に応じて、或いは、操作装置２６の操作内容に依らず、次の転圧位置への自律的な走行移動及び旋回移動の少なくとも一方に対応する下部走行体１及び上部旋回体３の速度指令を出力してよい。
【０２６６】
制限部Ｆ３１２は、ショベル１００の動作制限条件が成立する場合に、速度指令生成部Ｆ３１１により生成された速度指令を補正した補正速度指令を生成し、指令値算出部Ｆ３１３に出力する。一方、制限部Ｆ３１２は、ショベル１００の動作制限条件が成立しない場合、速度指令生成部Ｆ３１１から入力される速度指令をそのまま指令値算出部Ｆ２１１に出力する。
【０２６７】
動作制限条件には、速度指令生成部Ｆ３１１の速度指令がショベル１００の転圧動作に対応する場合、例えば、図１２の第２例等の場合と同様、土質情報に基づく条件が含まれてよい。また、動作制限条件には、例えば、速度指令生成部Ｆ３１１の速度指令がショベル１００の移動動作に対応する"ショベル１００の周囲の相対的に近接する領域に所定の物体が存在しないこと"が含まれる。所定の物体には、例えば、人、他の作業機械、電柱、ロードコーン等が含まれる。ショベル１００の走行移動や旋回移動によりショベル１００が周囲の物体に当接しないようにするためである。
【０２６８】
指令値算出部Ｆ３１３は、制限部Ｆ３１２から入力される速度指令或いは補正速度指令に基づき、ブーム４、アーム５、バケット６、上部旋回体３、右側のクローラ、左側のクローラの姿勢角度に関する指令値を算出し、出力する。具体的には、指令値算出部Ｆ３１３は、ブーム指令値β１ｒ、アーム指令値β２ｒ、バケット指令値β３ｒ、旋回指令値α１ｒ、右走行指令値ＴＲｒ、及び左走行指令値ＴＬｒを生成し出力する。
【０２６９】
このように、本例では、マシンガイダンス部５０は、圧力制御を用い、オペレータの操作に応じて、自律的な転圧作業を実現すると共に、ある転圧位置の転圧作業が終了すると、次の転圧位置までショベル１００を自律的に移動させ、次の転圧位置の転圧作業を開始させることができる。そのため、マシンガイダンス部５０は、所定の転圧領域の転圧作業を所定の段取りに沿って、半自動的に、ショベル１００に実行させることができる。よって、ショベル１００による転圧作業を更に効率的に進めることができる。
【０２７０】
［転圧支援制御の第５例］
次に、図１５を参照して、コントローラ３０（マシンガイダンス部５０）による転圧支援制御の第５例について説明する。
【０２７１】
図１５は、コントローラ３０による転圧支援制御に関する機能構成の第５例を示す機能ブロック図である。
【０２７２】
本例では、高さ制御が適用される点で上述の第３例（図１３）と共通する。また、本例では、自律移動制御が適用される点で上述の第３例と異なり、上述の第４例（図１４）と共通する。
【０２７３】
以下、図１３の第３例、第４例と異なる部分を中心に説明を行い、対応する部分の説明が省略或いは簡略される場合がある。
【０２７４】
本例では、コントローラ３０のマシンガイダンス部５０は、必要高さ設定部Ｆ４０１と、目標転圧力設定部Ｆ４０２と、バケット現在位置算出部Ｆ４０３と、転圧力算出部Ｆ４０４と、比較部Ｆ４０５と、転圧完了判定部Ｆ４０６と、ジャッキアップ判断部Ｆ４０７と、目標高さ設定部Ｆ４０８と、転圧段取り設定部Ｆ４０９と、次転圧位置算出部Ｆ４１０と、動作内容判定部Ｆ４１１と、速度指令生成部Ｆ４１２と、制限部Ｆ４１３と、指令値算出部Ｆ４１４を含む。
【０２７５】
必要高さ設定部Ｆ４０１、目標転圧力設定部Ｆ４０２、バケット現在位置算出部Ｆ４０３、転圧力算出部Ｆ４０４、比較部Ｆ４０５、転圧完了判定部Ｆ４０６、ジャッキアップ判断部Ｆ４０７、目標高さ設定部Ｆ４０８の機能は、それぞれ、図１３の必要高さ設定部Ｆ２０１、目標転圧力設定部Ｆ２０２、バケット現在位置算出部Ｆ２０３、転圧力算出部Ｆ２０４、比較部Ｆ２０５、転圧完了判定部Ｆ２０６、及びジャッキアップ判断部Ｆ２０７、及び目標高さ設定部Ｆ２０８と同じであるため、説明を省略する。また、転圧段取り設定部Ｆ４０９、次転圧位置算出部Ｆ４１０、速度指令生成部Ｆ４１２、制限部Ｆ４１３、及び指令値算出部Ｆ４１４の機能は、それぞれ、図１４の転圧段取り設定部Ｆ３０８、次転圧位置算出部Ｆ３０９、速度指令生成部Ｆ３１１と、制限部Ｆ３１２、及び指令値算出部Ｆ３１３と同じであるため、説明を省略する。
【０２７６】
動作内容判定部Ｆ４１１は、操作装置２６の操作内容、及び転圧完了判定部Ｆ３０６の判定結果に基づき、ショベル１００が行うべき動作内容を判定する。
【０２７７】
具体的には、動作内容判定部Ｆ４１１は、転圧完了判定部Ｆ４０６により"転圧力不足"と判定される場合、ショベル１００が行うべき動作は、盛り土動作と判定する。また、動作内容判定部Ｆ４１１は、転圧完了判定部Ｆ４０６により"転圧力不足"と判定される場合、ショベル１００が行うべき動作は、転圧動作の継続と判定してもよい。また、動作内容判定部Ｆ４１１は、転圧完了判定部Ｆ４０６の判定結果が"転圧力不足"である場合、不足する転圧力の程度等を考慮して、ショベル１００が行うべき動作が盛土動作であるのか、転圧動作の継続であるのかを判定してもよい。また、動作内容判定部Ｆ４１１は、転圧完了判定部Ｆ４０６により"転圧作業未完了"と判定される場合或いは"転圧作業完了"と判定される場合、上述の第４例（図１４）と同様の判定処理を行ってよい。
【０２７８】
このように、本例では、マシンガイダンス部５０は、高さ制御を用い、オペレータの操作に応じて、自律的な転圧作業を実現すると共に、ある転圧位置の転圧作業が終了すると、次の転圧位置までショベル１００を自律的に移動させ、次の転圧位置の転圧作業を開始させることができる。よって、マシンガイダンス部５０は、所定の転圧領域の転圧作業を所定の段取りに沿って、半自動的に、ショベル１００に実行させることができる。そのため、ショベル１００による転圧作業を更に効率的に進めることができる。
【０２７９】
［転圧支援制御の第６例］
次に、図１６を参照して、コントローラ３０（マシンガイダンス部５０）による転圧支援制御の第６例について説明する。
【０２８０】
図１６は、コントローラ３０による転圧支援制御に関する機能構成の第６例を示す機能ブロック図である。
【０２８１】
本例では、圧力制御が適用される点で上述の第２例（図１２）及び第４例（図１４）と共通する。また、本例では、外部装置（例えば、支援装置２００や管理装置３００）からの遠隔操作によって、ショベル１００が移動も含めた所定の転圧領域全体の転圧作業を自律的に行う形態の制御態様（以下「自律転圧制御」）が適用される点で上述の第２例及び第４例と異なる。
【０２８２】
以下、図１４の第２例、第４例等と異なる部分を中心に説明を行い、対応する部分の説明が省略或いは簡略される場合がある。
【０２８３】
本例では、コントローラ３０のマシンガイダンス部５０は、必要高さ設定部Ｆ５０１と、目標転圧力設定部Ｆ５０２と、バケット現在位置算出部Ｆ５０３と、転圧力算出部Ｆ５０４と、比較部Ｆ５０５と、転圧完了判定部Ｆ５０６と、ジャッキアップ判断部Ｆ５０７と、作業開始判別部Ｆ５０８と、作業段取り設定部Ｆ５０９と、設定内容生成部Ｆ５１０と、動作内容判定部Ｆ５１１と、速度指令生成部Ｆ５１２と、制限部Ｆ５１３と、指令値算出部５１４を含む。
【０２８４】
バケット現在位置算出部Ｆ５０３、転圧力算出部Ｆ５０４、比較部Ｆ５０５、転圧完了判定部Ｆ５０６、ジャッキアップ判断部Ｆ５０７、動作内容判定部Ｆ５１１、制限部Ｆ５１３、及び指令値算出部Ｆ５１４の機能は、それぞれ、図１４のバケット現在位置算出部Ｆ３０３、転圧力算出部Ｆ３０４、比較部Ｆ３０５、転圧完了判定部Ｆ３０６、及びジャッキアップ判断部Ｆ３０７、動作内容判定部Ｆ３１０、制限部Ｆ３１２、及び指令値算出部Ｆ３１３と同じであるため、説明を省略する。
【０２８５】
必要高さ設定部Ｆ５０１及び目標転圧力設定部Ｆ５０２は、それぞれ、設定内容生成部Ｆ５１０により自動的に生成される転圧条件に基づき、必要高さ及び目標転圧力を設定する。
【０２８６】
作業開始判別部Ｆ５０８は、通信装置Ｆ１を通じて所定の外部装置（例えば、支援装置２００や管理装置３００）から受信される遠隔操作に関する指令（以下、「遠隔操作指令」）に応じて、転圧作業の開始の有無を判別する。
【０２８７】
作業段取り設定部Ｆ５０９は、作業開始判別部Ｆ５０８により転圧作業の開始が判別された場合に、撮像装置Ｓ６の撮像画像と遠隔操作指令で指定される転圧領域に関する情報に応じて、ショベル１００の転圧作業の段取りを設定する。
【０２８８】
設定内容生成部Ｆ５１０は、遠隔操作指令で設定される内容や作業段取り設定部Ｆ５０９により設定される転圧作業の段取りに関する情報に基づき、転圧作業に関する各種の設定の内容を自動的（自律的）に生成する。例えば、設定内容生成部Ｆ５１０は、遠隔操作指令で設定される内容や作業段取り設定部Ｆ５０９により設定される転圧作業の段取りに関する情報に基づき、転圧条件（必要高さや目標転圧力）を生成する。また、例えば、設定内容生成部Ｆ５１０は、作業段取り設定部Ｆ５０９により設定される転圧作業の段取りに関する情報に基づき、現在の転圧位置の転圧作業が完了した場合の次転圧位置を設定する。
【０２８９】
速度指令生成部Ｆ５１２は、設定内容生成部Ｆ５１０により生成される設定内容（例えば、次転圧位置）や動作内容判定部Ｆ５１１の判定結果に基づき、下部走行体１の右側のクローラ、左側のクローラ、上部旋回体３、ブーム４、アーム５、及びバケット６の少なくとも一つに関する速度指令を出力する。
【０２９０】
具体的には、動作内容判定部Ｆ３１０によりショベル１００の行うべき動作内容が現在の転圧位置の転圧動作或いは次転圧位置の転圧動作と判定される場合、現在の転圧位置或いは次転圧位置にバケット６の背面を押し付けるために必要なブーム４、アーム５、及びバケット６の速度指令を自律的に生成し出力してよい。
【０２９１】
また、速度指令生成部Ｆ５１２は、動作内容判定部Ｆ５１１によりショベル１００の行うべき動作内容が盛り土動作と判定される場合、ブーム上げ旋回動作、土砂収容動作、ブーム下げ旋回動作、或いは排土動作の何れかに対応する（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の少なくとも一つに関する速度指令を自律的に生成し出力してよい。
【０２９２】
また、速度指令生成部Ｆ５１２は、動作内容判定部Ｆ５１１によりショベル１００の行うべき動作内容が移動動作であると判定された場合、次の転圧位置への自律的な走行移動及び旋回移動の少なくとも一方に対応する下部走行体１及び上部旋回体３の速度指令を自律的に生成し出力してよい。
【０２９３】
このように、本例では、マシンガイダンス部５０は、圧力制御を用い、ショベル１００の外部からの遠隔操作に関する指令に応じて、ショベル１００の転圧作業の開始を判別し、自律的な転圧作業及び転圧位置間の移動動作を自律的に行うことができる。そのため、マシンガイダンス部５０は、所定の転圧領域の転圧作業を所定の段取りに沿って、全自動で、即ち、自律的に、ショベル１００に実行させることができる。そのため、ショベル１００による転圧作業を更に効率的に進めることができる。
【０２９４】
また、コントローラ３０は、転圧後の高さ情報に基づいて、必要以上に盛り土を行った箇所を所定の記憶部（例えば、内部の補助記憶装置）に記録してもよい。具体的には、コントローラ３０は、ジャッキアップした場所に関する位置情報（例えば、緯度及び経度等）を記録してよい。そして、コントローラ３０（マシンガイダンス部５０）は、ジャッキアップした箇所が所定の高さになるような目標掘削軌道を生成し、バケット６の爪先が目標掘削軌道に沿って移動するように、ブーム４、アーム５、及びバケット６（即ち、アタッチメント）を自動制御してもよい。これにより、ショベル１００は、より正確な転圧後の地形を実現させることができる。
【０２９５】
また、コントローラ３０は、許容高さを超える場所に関する位置情報（緯度及び経度等）を所定の記憶部に記録してもよい。この場合、コントローラ３０（マシンガイダンス部５０）は、許容高さを超えた箇所が所定の高さになるように目標掘削軌道を生成し、バケット６の爪先が目標掘削軌道に沿って移動するように、ブーム４、アーム５、及びバケット６（即ち、アタッチメント）を制御する。これにより、ショベル１００は、より正確な転圧後の地形を実現させることができる。
【０２９６】
これらの場合、ショベル１００は、マシンガイダンス部５０（作業段取り設定部Ｆ５０９）の制御下で、転圧作業を行う作業モードから掘削作業を行う作業モードへ切り換えて、目標掘削軌道に基づく掘削作業を行ってよい。
【０２９７】
尚、本例では、圧力制御が適用されるが、上述の第３例（図１３）及び第５例（図１５）と同様の高さ制御が採用されてもよい。
【０２９８】
以上、本発明を実施するための形態について詳述したが、本発明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本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【０２９９】
例えば、上述した実施形態では、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。
【０３００】
尚、本願は、２０１８年３月３１日に出願した日本国特許出願２０１８−０７０４６２号に基づく優先権を主張するものであり、これら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】
【０３０１】
１  下部走行体
１Ｌ，１Ｒ  走行油圧モータ
２  旋回機構
２Ａ  旋回油圧モータ
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
１４  メインポンプ
１５  パイロットポンプ
１７  コントロールバルブ
２６  操作装置
２６Ａ  レバー装置
２６Ｂ  レバー装置
２６Ｃ  レバー装置
３０  コントローラ（制御装置）
３１，３１ＡＬ，３１ＡＲ，３１ＢＬ，３１ＢＲ，３１ＣＬ，３１ＣＲ  比例弁
３２，３２ＡＬ，３２ＡＲ，３２ＢＬ，３２ＢＲ，３２ＣＬ，３２ＣＲ  シャトル弁
３３  リリーフ弁
５０  マシンガイダンス部
５４  自動制御部
６０，６２  電磁弁
１００  ショベル
５４１  差圧算出部
５４２  姿勢状態判断部
５４３  転圧力測定部
５４４  転圧力比較部
Ｓ１  ブーム角度センサ（姿勢検出部）
Ｓ２  アーム角度センサ（姿勢検出部）
Ｓ３  バケット角度センサ（姿勢検出部）
Ｓ４  機体傾斜センサ
Ｓ５  旋回状態センサ
Ｓ６  撮像装置
Ｓ６Ｂ，Ｓ６Ｆ，Ｓ６Ｌ，Ｓ６Ｒ  カメラ
Ｓ７Ｂ  ブームボトム圧センサ
Ｓ７Ｒ  ブームロッド圧センサ
Ｓ８Ｂ  アームボトム圧センサ
Ｓ８Ｒ  アームロッド圧センサ
Ｓ９Ｂ  バケットボトム圧センサ
Ｓ９Ｒ  バケットロッド圧センサ
Ｔ１  通信装置
Ｖ１  測位装置
【図１】
2019189939.tif 000003
【図２】
2019189939.tif 000004
【図３】
2019189939.tif 000005
【図４Ａ】
2019189939.tif 000006
【図４Ｂ】
2019189939.tif 000007
【図４Ｃ】
2019189939.tif 000008
【図５】
2019189939.tif 000009
【図６】
2019189939.tif 000010
【図７】
2019189939.tif 000011
【図８】
2019189939.tif 000012
【図９】
2019189939.tif 000013
【図１０】
2019189939.tif 000014
【図１１】
2019189939.tif 000015
【図１２】
2019189939.tif 000016
【図１３】
2019189939.tif 000017
【図１４】
2019189939.tif 000018
【図１５】
2019189939.tif 000019
【図１６】
2019189939.tif 000020
【手続補正書】
【提出日】令和1年8月29日(2019.8.29)
【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たブームと、
前記ブームに取り付けられたアームと、
前記アームに取り付けられたエンドアタッチメントと、
前記エンドアタッチメントの作業部位の姿勢に関する検出情報を出力する姿勢検出部と、
前記作業部位の動作を制御し、前記作業部位を地面に対して押し付けて、前記作業部位に地面の転圧を行わせる制御装置と、を備え、
前記制御装置は、前記姿勢検出部による検出情報に基づき、前記作業部位の先端部が地面に対して転圧を行うように、前記ブームの下げ動作に伴い前記アーム及び前記エンドアタッチメントの動作を制御する、
ショベル。
【請求項２】
前記制御装置は、前記作業部位を目標施工面に対して押し付ける場合、前記作業部位を所定の姿勢にさせる、
請求項１に記載のショベル。
【請求項３】
前記制御装置は、前記エンドアタッチメントにより盛られた盛り土が所定の厚さ以上になると、所定の通知手段を通じて、前記作業部位による前記転圧の実施をオペレータに促す通知を出力する、
請求項１に記載のショベル。
【請求項４】
前記制御装置は、所定領域における前記作業部位による前記転圧が完了すると、所定の通知手段を通じて、所定の次の作業への移行をオペレータに促す通知を出力する、
請求項１に記載のショベル。
【請求項５】
前記制御装置は、前記作業部位による前記転圧を、前記エンドアタッチメントにより盛られた盛り土が所定の厚さ以上の箇所に行わせる、
請求項１に記載のショベル。
【請求項６】
前記制御装置は、前記作業部位による前記転圧の実施が完了すると、前記エンドアタッチメントを次の転圧位置に移動させる、
請求項１に記載のショベル。
【請求項７】
前記制御装置は、転圧位置の地面の高さが必要高さに到達し、かつ、転圧力が目標転圧力以上である場合に、転圧作業完了と判断する、
請求項１に記載のショベル。
【請求項８】
ブームボトム圧センサ及びブームロッド圧センサを備え、
前記制御装置は、前記ブームボトム圧センサ及び前記ブームロッド圧センサの出力に基づき前記転圧力を算出する、
請求項７に記載のショベル。
【請求項９】
前記制御装置は、転圧完了後の位置に関する情報を取得する、
請求項７に記載のショベル。
【請求項１０】
前記制御装置は、所定厚さ以上になるまで盛り土を実施する、
請求項１に記載のショベル。
【請求項１１】
前記制御装置は、転圧位置において複数層の目標施工面を設定する、
請求項１に記載のショベル。
【請求項１２】
前記制御装置は、前記複数層の目標施工面ごとに目標高さを設定する、
請求項１１に記載のショベル。
【請求項１３】
前記制御装置は、前記複数層の目標施工面ごとに設定された目標高さに対し、転圧作業の完了判断をする、
請求項１２に記載のショベル。
【請求項１４】
下部走行体と、
前記下部走行体に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たブームと、
前記ブームに取り付けられたアームと、
前記アームに取り付けられたエンドアタッチメントと、
前記エンドアタッチメントの作業部位の姿勢に関する検出情報を出力する姿勢検出部と、
前記作業部位の動作を制御し、前記作業部位を地面に対して押し付けて、前記作業部位に地面の転圧を行わせる制御装置と、を備え、
前記制御装置は、転圧位置において複数層の目標施工面を設定する、
ショベル。
【請求項１５】
前記制御装置は、転圧完了後の位置に関する情報を取得する、
請求項１４に記載のショベル。
【国際調査報告】
2019189939.tif 000021
2019189939.tif 000022
2019189939.tif 000023