処理中

しばらくお待ちください...

設定

設定

出願の表示

1. WO2020196896 - ショベル及び施工システム

Document

明 細 書

発明の名称 ショベル及び施工システム

技術分野

0001  

背景技術

0002  

先行技術文献

特許文献

0003  

発明の概要

発明が解決しようとする課題

0004   0005  

課題を解決するための手段

0006  

発明の効果

0007  

図面の簡単な説明

0008  

発明を実施するための形態

0009   0010   0011   0012   0013   0014   0015   0016   0017   0018   0019   0020   0021   0022   0023   0024   0025   0026   0027   0028   0029   0030   0031   0032   0033   0034   0035   0036   0037   0038   0039   0040   0041   0042   0043   0044   0045   0046   0047   0048   0049   0050   0051   0052   0053   0054   0055   0056   0057   0058   0059   0060   0061   0062   0063   0064   0065   0066   0067   0068   0069   0070   0071   0072   0073   0074   0075   0076   0077   0078   0079   0080   0081   0082   0083   0084   0085   0086   0087   0088   0089   0090   0091   0092   0093   0094   0095   0096   0097   0098   0099   0100   0101   0102   0103   0104   0105   0106   0107   0108   0109   0110   0111   0112   0113   0114   0115   0116   0117   0118   0119   0120   0121   0122   0123   0124   0125   0126   0127   0128   0129   0130   0131   0132   0133   0134   0135   0136   0137   0138   0139   0140   0141   0142   0143   0144   0145   0146   0147   0148   0149   0150   0151   0152   0153   0154   0155   0156   0157   0158   0159   0160   0161   0162   0163   0164   0165   0166   0167   0168   0169   0170   0171   0172   0173   0174   0175   0176   0177   0178   0179   0180   0181   0182   0183   0184   0185   0186   0187   0188   0189   0190   0191   0192   0193   0194   0195   0196   0197   0198   0199   0200   0201   0202   0203   0204   0205   0206   0207   0208   0209   0210   0211   0212   0213   0214   0215   0216   0217   0218   0219   0220   0221   0222   0223   0224   0225   0226   0227   0228   0229   0230   0231   0232   0233   0234   0235   0236   0237   0238   0239   0240   0241   0242   0243   0244   0245   0246   0247   0248   0249   0250   0251   0252   0253   0254   0255   0256   0257   0258   0259   0260   0261   0262   0263   0264   0265   0266   0267   0268   0269   0270   0271   0272   0273   0274   0275   0276   0277   0278   0279   0280   0281   0282   0283   0284   0285   0286  

符号の説明

0287  

請求の範囲

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12   13   14  

図面

1   2   3   4A   4B   4C   4D   4E   4F   5   6   7A   7B   8   9A   9B   9C   9D   10   11   12   13A   13B   13C   14   15  

明 細 書

発明の名称 : ショベル及び施工システム

技術分野

[0001]
 本開示は、ショベル及び施工システムに関する。

背景技術

[0002]
 従来、法面を形成する作業においてバケット刃先の位置を自動調整する機能を備えたショベルが知られている(例えば、特許文献1参照)。

先行技術文献

特許文献

[0003]
特許文献1 : 特開2013-217137号公報

発明の概要

発明が解決しようとする課題

[0004]
 しかしながら、上述のショベルは、走行操作が行われていないときに掘削アタッチメントの操作が行われた場合に、法面に沿うようにバケット刃先の位置を自動調整する機能を備えるのみである。そのため、バケットの幅に相当する幅を有する斜面範囲だけ法面の仕上げが完了する度に、操作者は、走行操作を行ってショベルをその幅の方向に移動させる必要がある。隣接する斜面範囲における法面の仕上げを行うためである。この場合、操作者は、ショベルを過度に移動させてしまうおそれがある。
[0005]
 そこで、法面形成作業又は水平均し作業等の仕上げ作業が行われる際のショベルの移動を支援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可能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るアタッチメントと、前記上部旋回体に搭載される制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記下部走行体の移動に関する所定の条件を設定し、該条件が満たされたときに、前記下部走行体の移動の停止に関する情報を報知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、法面形成作業又は水平均し作業等の仕上げ作業が行われる際のショベルの移動を支援できるショベルを提供できる。

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] 図1のショベルの基本システムの構成例を示すブロック図である。
[図3] 図1の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4A] 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4B] 旋回用油圧モータに関する油圧システムの一部の図である。
[図4C] ブームシリンダに関する油圧システムの一部の図である。
[図4D] バケットシリンダに関する油圧システムの一部の図である。
[図4E] 左走行用油圧モータに関する油圧システムの一部の図である。
[図4F] 右走行用油圧モータに関する油圧システムの一部の図である。
[図5] 図1のショベルの基本システムの別の構成例を示すブロック図である。
[図6] 走行操作支援処理のフローチャートである。
[図7A] 正対処理が実行される際のショベルの斜視図である。
[図7B] 正対処理が実行される際のショベルの斜視図である。
[図8] 上り法面を形成する作業を行うショベルの上面図である。
[図9A] 図8の破線で示す線分SGを含む鉛直断面を示す図である。
[図9B] 図8の破線で示す線分SGを含む鉛直断面を示す図である。
[図9C] 図8の破線で示す線分SGを含む鉛直断面を示す図である。
[図9D] 図8の破線で示す線分SGを含む鉛直断面を示す図である。
[図10] 走行ガイダンス画像の構成例を示す図である。
[図11] 湾曲部を含む上り法面を形成する作業を行うショベルの上面図である。
[図12] 図1のショベルの基本システムの更に別の構成例を示すブロック図である。
[図13A] ショベルの自律運転機能に関する構成の一例を示す図である。
[図13B] ショベルの自律運転機能に関する構成の一例を示す図である。
[図13C] ショベルの自律運転機能に関する構成の一例を示す図である。
[図14] 施工システムの一例を示す概略図である。
[図15] 施工システムの別の一例を示す概略図である。

発明を実施するための形態

[0009]
 図1は本発明の実施形態に係る掘削機としてのショベル100の側面図である。ショベル100の下部走行体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。上部旋回体3にはブーム4が取り付けられている。ブーム4の先端にはアーム5が取り付けられ、アーム5の先端には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。
[0010]
 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としての掘削アタッチメントを構成している。ブーム4は、ブームシリンダ7により駆動される。アーム5は、アームシリンダ8により駆動される。バケット6は、バケットシリンダ9により駆動される。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。
[0011]
 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(以下、「ブーム角度」とする。)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。
[0012]
 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(以下、「アーム角度」とする。)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。
[0013]
 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(以下、「バケット角度」とする。)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。
[0014]
 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。
[0015]
 上部旋回体3には運転室であるキャビン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、表示装置40、入力装置42、音声出力装置43、記憶装置47、機体傾斜センサS4、旋回角速度センサS5、カメラS6、通信装置T1及び測位装置P1が取り付けられている。
[0016]
 コントローラ30は、ショベル100の駆動制御を行う主制御部として機能する。本実施形態では、コントローラ30は、CPU、RAM及びROM等を含むコンピュータで構成されている。コントローラ30の各種機能は、例えば、ROMに格納されたプログラムをCPUが実行することで実現される。各種機能は、例えば、操作者によるショベル100の手動操作をガイド(案内)するマシンガイダンス機能、及び、操作者によるショベル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を含む。コントローラ30に含まれるマシンガイダンス装置50(図2参照。)は、マシンガイダンス機能及びマシンコントロール機能を実行する。
[0017]
 表示装置40は、各種情報を表示するように構成されている。表示装置40は、CAN等の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く、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。
[0018]
 入力装置42は、操作者が各種情報をコントローラ30に入力できるようにする。入力装置42は、キャビン10内に設置されたタッチパネル、ノブスイッチ及びメンブレンスイッチ等の少なくとも1つを含む。
[0019]
 音声出力装置43は、音声を出力するように構成されている。音声出力装置43は、例えば、コントローラ30に接続される車載スピーカであってもよく、ブザー等の警報器であってもよい。本実施形態では、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。
[0020]
 記憶装置47は、各種情報を記憶するように構成されている。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目標施工面に関するデータを記憶していてもよい。目標施工面は、ショベル100の操作者が設定したものであってもよく、施工管理者等が設定したものであってもよい。
[0021]
 機体傾斜センサS4は上部旋回体3の傾斜を検出するように構成されている。本実施形態では、機体傾斜センサS4は、水平面に対する上部旋回体3の傾斜を検出できる角度センサであり、上部旋回体3の前後軸回りの傾斜角及び左右軸回りの傾斜角を検出する。上部旋回体3の前後軸及び左右軸は、例えば、ショベル100の旋回軸上の一点であるショベル中心点で互いに直交する。
[0022]
 旋回角速度センサS5は、上部旋回体3の旋回角速度及び旋回角度を検出できるように構成されている。本実施形態では、旋回角速度センサS5はジャイロセンサである。旋回角速度センサS5は、レゾルバ又はロータリエンコーダ等であってもよい。
[0023]
 カメラS6はショベル100の周辺の画像を取得するように構成されている。本実施形態では、カメラS6は、ショベル100の前方の空間を撮像する前カメラS6F、ショベル100の左方の空間を撮像する左カメラS6L、ショベル100の右方の空間を撮像する右カメラS6R、及び、ショベル100の後方の空間を撮像する後カメラS6Bを含む。
[0024]
 カメラS6は、例えば、CCD又はCMOS等の撮像素子を有する単眼カメラであり、撮影した画像を表示装置40に出力する。カメラS6は、ステレオカメラ又は距離画像カメラ等であってもよい。
[0025]
 前カメラS6Fは、例えば、キャビン10の天井、すなわちキャビン10の内部に取り付けられている。キャビン10の屋根、すなわちキャビン10の外部に取り付けられていてもよい。左カメラS6Lは、上部旋回体3の上面左端に取り付けられ、右カメラS6Rは、上部旋回体3の上面右端に取り付けられ、後カメラS6Bは、上部旋回体3の上面後端に取り付けられている。
[0026]
 通信装置T1は、ショベル100の外部にある外部機器との通信を制御するように構成されている。本実施形態では、通信装置T1は、衛星通信網、携帯電話通信網又はインターネット網等を介した外部機器との通信を制御する。
[0027]
 測位装置P1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。測位装置P1は、上部旋回体3の位置及び向きを測定するように構成されていてもよい。測位装置P1は、例えばGNSSコンパスであり、上部旋回体3の位置及び向きを検出し、検出値をコントローラ30に対して出力する。そのため、測位装置P1は、上部旋回体3の向きを検出する向き検出装置として機能し得る。向き検出装置は、上部旋回体3に取り付けられた方位センサであってもよい。
[0028]
 図2は、ショベル100の基本システムの構成例を示すブロック図であり、機械的動力系、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。
[0029]
 ショベル100の基本システムは、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及び比例弁31等を含む。
[0030]
 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。また、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。
[0031]
 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。
[0032]
 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。例えば、コントローラ30は、操作圧センサ29等の出力を受信し、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。
[0033]
 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及び比例弁31を含む各種油圧制御機器に作動油を供給する。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、メインポンプ14は、パイロットポンプ15の代わりに、各種油圧制御機器に作動油を供給できるように構成されていてもよい。
[0034]
 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。コントロールバルブ17は、制御弁171~176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、走行用油圧モータ2M及び旋回用油圧モータ2Aを含む。走行用油圧モータ2Mは、左走行用油圧モータ2ML及び右走行用油圧モータ2MRを含む。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。
[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、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内の対応する制御弁のパイロットポートに供給する。このようにして、操作装置26は、対応する制御弁のパイロットポートに作用する作動油の圧力(パイロット圧)を生成し且つ調節する。パイロット圧は、原則として、油圧アクチュエータのそれぞれに対応する操作装置26の操作量に応じた圧力である。操作装置26のうちの少なくとも1つは、パイロットライン及びシャトル弁32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内の対応する制御弁のパイロットポートに供給できるように構成されている。
[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、操作装置26が生成するパイロット圧を検出する。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の操作量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。操作装置26の操作量は、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]
 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。
[0039]
 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一方は操作装置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。
[0040]
 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。
[0041]
 次に、コントローラ30に含まれているマシンガイダンス装置50について説明する。マシンガイダンス装置50は、例えば、マシンガイダンス機能を実行するように構成されている。本実施形態では、マシンガイダンス装置50は、例えば、目標施工面とアタッチメントの作業部位との距離等の作業情報を操作者に伝える。目標施工面に関するデータは、例えば、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。但し、操作者は、施工現場の任意の点を基準点と定め、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もよい。アタッチメントの作業部位は、例えば、バケット6の爪先又はバケット6の背面等である。マシンガイダンス装置50は、表示装置40及び音声出力装置43等の少なくとも1つを介して作業情報を操作者に伝えることでショベル100の操作をガイドする。
[0042]
 マシンガイダンス装置50は、操作者によるショベル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を実行してもよい。例えば、マシンガイダンス装置50は、操作者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1つを自動的に動作させてもよい。
[0043]
 本実施形態では、マシンガイダンス装置50は、コントローラ30に組み込まれているが、コントローラ30とは別に設けられた制御装置であってもよい。この場合、マシンガイダンス装置50は、例えば、コントローラ30と同様、CPU、RAM及びROM等を含むコンピュータで構成される。そして、マシンガイダンス装置50の各種機能は、CPUがROMに格納されたプログラムを実行することで実現される。また、マシンガイダンス装置50とコントローラ30とはCAN等の通信ネットワークを通じて互いに通信可能に接続される。
[0044]
 具体的には、マシンガイダンス装置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、旋回角速度センサS5、カメラS6、測位装置P1、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、マシンガイダンス装置50は、例えば、取得した情報に基づいてバケット6と目標施工面との間の距離を算出し、音声及び画像表示により、バケット6と目標施工面との間の距離の大きさをショベル100の操作者に伝えるようにする。
[0045]
 そのため、マシンガイダンス装置50は、位置算出部51、距離算出部52、情報伝達部53、及び自動制御部54を機能要素として有する。なお、位置算出部51、距離算出部52、情報伝達部53、及び自動制御部54は、説明の便宜のために区別されて示されているが、物理的に区別されている必要はなく、全体的に或いは部分的に共通のソフトウェアコンポーネント若しくはハードウェアコンポーネントで構成されていてもよい。
[0046]
 位置算出部51は、測位対象の位置を算出する。本実施形態では、位置算出部51は、アタッチメントの作業部位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51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。
[0047]
 距離算出部52は、2つの測位対象間の距離を算出する。本実施形態では、距離算出部52は、バケット6の爪先と目標施工面との間の鉛直距離を算出する。距離算出部52は、ショベル100が目標施工面に正対しているか否かをマシンガイダンス装置50が判断できるよう、バケット6の爪先の左端及び右端のそれぞれの座標点とそれらに対応する目標施工面との距離(例えば鉛直距離)を算出してもよい。
[0048]
 また、距離算出部52は、特定の仮想平面と特定の測位対象との間の距離を算出するように構成されている。特定の仮想平面は、例えば、法面等の目標施工面の法線を含む仮想平面である。特定の測位対象は、例えば、ショベル100の所定部位の一例であるショベル中心点である。特定の仮想平面及び特定の測位対象は、例えば、仕上げ作業が行われる際のショベルの移動を支援するために利用される。特定の仮想平面の配置は、予め設定されていてもよく、動的に設定されてもよい。本実施形態では、距離算出部52は、上り法面BS(図1参照。)の法線を含む仮想平面とショベル中心点との間の直線距離(以下、「残距離」とする。)を算出するように構成されている。つまり、ショベル100が所定位置において、隣接する上り法面BSの斜面範囲の仕上げを終了し、次の所定位置に移動する際の、次の所定位置における上り法面BSの法線を含む仮想平面とショベル中心点との間の直線距離が残距離となる。
[0049]
 情報伝達部53は、各種情報をショベル100の操作者に伝える。本実施形態では、情報伝達部53は、距離算出部52が算出した各種距離の大きさをショベル100の操作者に伝える。具体的には、視覚情報及び聴覚情報を用いて、バケット6の爪先と目標施工面との間の鉛直距離の大きさをショベル100の操作者に伝える。
[0050]
 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の爪先と目標施工面との間の鉛直距離の大きさを操作者に伝えてもよい。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てもよい。情報伝達部53は、連続音を用いてもよく、音の高低又は強弱等を変化させて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の爪先が目標施工面よりも低い位置になった場合には警報を発してもよい。警報は、例えば、断続音より顕著に大きい連続音である。
[0051]
 また、情報伝達部53は、仕上げ作業が行われる際のショベルの移動を支援するために、下部走行体1の移動に関する所定の条件を設定し、その条件が満たされたときに、下部走行体1の移動の停止に関する情報を報知するように構成されていてもよい。この場合、所定の条件は、例えば、仮想平面とショベル中心点との間の直線距離である残距離が閾値以下になったことを含む。閾値は、予め設定されている値であってもよく、動的に算出される値であってもよい。
[0052]
 情報伝達部53は、例えば、ショベル100の走行中に、視覚情報及び聴覚情報を用い、残距離の大きさを継続的にショベル100の操作者に伝えるように構成されていてもよい。情報伝達部53は、例えば、所定の条件が満たされた場合に、音声出力装置43による断続音を用いて残距離の大きさを操作者に伝える機能を開始させてもよい。この場合、情報伝達部53は、残距離が小さくなるほど、断続音の間隔を短くしてもよい。情報伝達部53は、連続音を用いてもよく、音の高低又は強弱等を変化させて残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、残距離が負値となった場合、すなわち、ショベル中心点が仮想平面を超えた場合には警報を発してもよい。警報は、例えば、断続音より顕著に大きい連続音である。また、情報伝達部53は、ショベル中心点が仮想平面に達したと判断できる場合、すなわち、残距離が所定値(例えばゼロ)以下となった場合に、連続音を出力するように構成されていてもよい。
[0053]
 また、情報伝達部53は、バケット6の爪先と目標施工面との間の鉛直距離の大きさ、又は、残距離の大きさ等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、例えば、カメラ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画面に表示する。情報伝達部53は、例えば、アナログメータの画像、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又は残距離の大きさ等を操作者に伝えるようにしてもよい。
[0054]
 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操作者によるショベル100の手動操作を自動的に支援する。例えば、自動制御部54は、操作者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1つを自動的に伸縮させてもよい。この場合、操作者は、例えば、アーム操作レバーを閉じ方向に操作するだけで、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。この自動制御は、入力装置42の1つである所定のスイッチが押下されたときに実行されるように構成されていてもよい。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スイッチ」とする。)であり、ノブスイッチとして操作装置26の先端に配置されていてもよい。
[0055]
 自動制御部54は、MCスイッチ等の所定のスイッチが押下されたときに、上部旋回体3を目標施工面に正対させるために旋回用油圧モータ2Aを自動的に回転させてもよい。この場合、操作者は、所定のスイッチを押下するだけで、若しくは、所定のスイッチを押下した状態で旋回操作レバーを操作するだけで、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、操作者は、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掘削に関するマシンコントロール機能を開始させることができる。
[0056]
 以下では、上部旋回体3を目標施工面に正対させる制御を「正対制御」と称する。正対制御では、マシンガイダンス装置50は、バケット6の爪先の左端の座標点と目標施工面との間の左端鉛直距離と、バケット6の爪先の右端の座標点と目標施工面との間の右端鉛直距離とが等しくなった場合に、ショベル100が目標施工面に正対していると判断する。但し、左端鉛直距離と右端鉛直距離とが等しくなった場合ではなく、すなわち左端鉛直距離と右端鉛直距離との差がゼロになった場合ではなく、その差が所定値以下になった場合に、ショベル100が目標施工面に正対していると判断してもよい。
[0057]
 自動制御部54は、仕上げ作業が行われる際のショベルの移動を支援するために、下部走行体1の移動に関する所定の条件を設定し、その条件が満たされたときに、走行用油圧モータ2Mを制御して下部走行体1の移動を停止させるように構成されていてもよい。この場合、所定の条件は、例えば、MCスイッチ等の所定のスイッチが押下された状態で走行レバーが操作されているときに残距離が所定値以下になったこと、を含む。
[0058]
 自動制御部54は、例えば、MCスイッチ等の所定のスイッチが押下された状態で走行レバーが操作されているときに残距離がゼロになると、走行レバーの操作状態とは無関係に、走行用油圧モータ2Mの回転を強制的に停止させてもよい。この場合、操作者は、所定のスイッチを押下した状態で走行レバーを操作するだけで、ショベル中心点が仮想平面に達するまで下部走行体1を走行させることができる。すなわち、仕上げ作業を継続するのに適した位置でショベル100を停止させることができる。
[0059]
 或いは、自動制御部54は、例えば、MCスイッチ等の所定のスイッチが押下されたときに、走行レバーの操作状態とは無関係に、走行用油圧モータ2Mを自動的に回転させてもよい。この場合も、自動制御部54は、残距離がゼロになったときに走行用油圧モータ2Mの回転を強制的に停止させる。この場合、操作者は、所定のスイッチを押すだけで、ショベル中心点が仮想平面に達するまで下部走行体1を走行させることができる。すなわち、仕上げ作業を継続するのに適した位置までショベル100を移動させることができる。
[0060]
 所定の条件は、MCスイッチ等の所定のスイッチが押下された状態で走行レバーが操作されているときに、ショベル100の走行距離が目標走行距離に達したこと、であってもよい。この場合、ショベル100の走行距離は、測位装置P1の出力に基づいて算出される。目標走行距離は、エンドアタッチメントのサイズに関する情報、目標施工面とショベル100との位置関係に関する情報、及び、現在の地表面に関する情報等の少なくとも1つに基づいて設定される。目標走行距離は、予め設定された値であってもよく、動的に設定される値であってもよい。
[0061]
 本実施形態では、自動制御部54は、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且つ自動的に調整することで各アクチュエータを自動的に動作させることができる。
[0062]
 例えば、正対制御では、自動制御部54は、左端鉛直距離と右端鉛直距離との差に基づいて旋回用油圧モータ2Aを動作させてもよい。具体的には、所定のスイッチが押下された状態で旋回操作レバーが操作されると、上部旋回体3を目標施工面に正対させる方向に旋回操作レバーが操作されたか否かを判断する。例えば、バケット6の爪先と目標施工面(上り法面)との間の鉛直距離が大きくなる方向に旋回操作レバーが操作された場合、自動制御部54は、正対制御を実行しない。一方で、バケット6の爪先と目標施工面(上り法面)との間の鉛直距離が小さくなる方向に旋回操作レバーが操作された場合、自動制御部54は、正対制御を実行する。その結果、左端鉛直距離と右端鉛直距離との差が小さくなるように旋回用油圧モータ2Aを動作させることができる。その後、自動制御部54は、その差が所定値以下或いはゼロになると、旋回用油圧モータ2Aを停止させる。或いは、自動制御部54は、その差が所定値以下或いはゼロとなる旋回角度を目標角度として設定し、その目標角度と現在の旋回角度(検出値)との角度差がゼロになるように旋回角度制御を行ってもよい。この場合、旋回角度は、例えば、基準方向に関する上部旋回体3の前後軸の角度である。
[0063]
 次に、図3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3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3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。
[0064]
 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等を含む。
[0065]
 図3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40C又はパラレル管路42Cを経て作動油タンクまで作動油を循環させることができるように構成されている。
[0066]
 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の入力軸に連結されている。
[0067]
 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に供給できるように構成されている。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。
[0068]
 レギュレータ13は、メインポンプ14の吐出量を制御できるように構成されている。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。
[0069]
 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でき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。
[0070]
 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176R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ように構成されている。制御弁171~176は、例えば、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。
[0071]
 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。操作装置26は、例えば、操作レバー及び操作ペダルを含む。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1つを含む。本実施形態では、操作装置26は、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内の対応する制御弁のパイロットポートに供給できるように構成されている。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。但し、操作装置26は、上述のようなパイロット圧式ではなく、電気制御式であってもよい。この場合、コントロールバルブ17内の制御弁は、電磁ソレノイド式スプール弁であってもよい。
[0072]
 吐出圧センサ28は、メインポンプ14の吐出圧を検出できるように構成されている。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。
[0073]
 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できるように構成されている。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の操作の内容は、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。
[0074]
 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40CL又は左パラレル管路42CL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40CR又は右パラレル管路42CRを経て作動油タンクまで作動油を循環させる。
[0075]
 左センターバイパス管路40CL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40CR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。
[0076]
 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。
[0077]
 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。
[0078]
 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。
[0079]
 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。
[0080]
 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。
[0081]
 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。
[0082]
 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。
[0083]
 左パラレル管路42CLは、左センターバイパス管路40CLに並行する作動油ラインである。左パラレル管路42CL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40CL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42CRは、右センターバイパス管路40CRに並行する作動油ラインである。右パラレル管路42CR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40CR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。
[0084]
 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。
[0085]
 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。
[0086]
 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。
[0087]
 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の右側パイロットポートに作動油を導入させ、且つ、制御弁176Rの左側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の左側パイロットポートに作動油を導入させ、且つ、制御弁176Rの右側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の左側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の右側パイロットポートに作動油を導入させる。
[0088]
 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。
[0089]
 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の左側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の右側パイロットポートに作動油を導入させ、且つ、制御弁175Rの左側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の右側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の左側パイロットポートに作動油を導入させる。
[0090]
 走行レバー26Dは、クローラ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。
[0091]
 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。
[0092]
 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。操作の内容は、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。
[0093]
 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。
[0094]
 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。また、コントローラ30は、絞り18の上流に設けられた制御圧センサ19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。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。
[0095]
 左センターバイパス管路40CL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。
[0096]
 具体的には、図3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40CL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40CL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。
[0097]
 上述のような構成により、図3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40Cで発生させるポンピングロスを含む。また、図3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操作対象の油圧アクチュエータに確実に供給できる。
[0098]
 次に、図4A~図4F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4A~図4Fは、油圧システムの一部の図である。具体的には、図4A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4B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。また、図4C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り、図4D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る。同様に、図4Eは、左走行用油圧モータ2MLの操作に関する油圧システムの一部の図であり、図4Fは、右走行用油圧モータ2MRの操作に関する油圧システムの一部の図である。
[0099]
 図4A~図4Fに示すように、油圧システムは、比例弁31及びシャトル弁32を含む。比例弁31は、比例弁31AL~31FL及び31AR~31FRを含み、シャトル弁32は、シャトル弁32AL~32FL及び32AR~32FRを含む。また、本実施形態では、油圧システムは、図4B、図4E、及び図4Fに示す部分において、比例弁33を含む。比例弁33は、比例弁33BL、33BR、33EL、33ER、33FL、及び33FRを含む。
[0100]
 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。
[0101]
 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。
[0102]
 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。
[0103]
 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。
[0104]
 例えば、図4A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。
[0105]
 左操作レバー26LにはスイッチSWが設けられている。本実施形態では、スイッチSWは、押しボタンスイッチである。操作者は、スイッチSWを押しながら左操作レバー26Lを操作できる。スイッチSW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。
[0106]
 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。
[0107]
 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。
[0108]
 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。
[0109]
 また、図4B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。
[0110]
 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。
[0111]
 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31BL、31BR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。
[0112]
 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31BL及びシャトル弁32BL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31BR及びシャトル弁32BR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。
[0113]
 比例弁33BL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33BL、及びシャトル弁32BL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減圧する。比例弁33BR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33BR、及びシャトル弁32BR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減圧する。比例弁33BL、33BR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。
[0114]
 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が行われている場合であっても、必要に応じて、制御弁173の左側パイロットポートに作用するパイロット圧を減圧し、上部旋回体3の左旋回動作を強制的に停止させることができる。操作者による右旋回操作が行われているときに上部旋回体3の右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。
[0115]
 或いは、コントローラ30は、操作者による左旋回操作が行われている場合であっても、必要に応じて、比例弁31BRを制御し、制御弁173の左側パイロットポートの反対側にある、制御弁173の右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173を強制的に中立位置に戻すことで、上部旋回体3の左旋回動作を強制的に停止させてもよい。この場合、比例弁33BLは省略されてもよい。操作者による右旋回操作が行われている場合に上部旋回体3の右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。
[0116]
 また、図4C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。
[0117]
 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。
[0118]
 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31CL、31CR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。
[0119]
 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31CL及びシャトル弁32CL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31CR及びシャトル弁32CR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。
[0120]
 また、図4D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。
[0121]
 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。
[0122]
 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31DL、31DR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。
[0123]
 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31DL及びシャトル弁32DL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31DR及びシャトル弁32DR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。
[0124]
 また、図4Eに示すように、左走行レバー26DLは、左クローラを操作するために用いられる。具体的には、左走行レバー26DL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171のパイロットポートに作用させる。より具体的には、左走行レバー26DLは、前進方向(前方向)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171の左側パイロットポートに作用させる。また、左走行レバー26DLは、後進方向(後方向)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171の右側パイロットポートに作用させる。
[0125]
 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。
[0126]
 比例弁31EL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31EL及びシャトル弁32ELを介して制御弁171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31ER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31ER及びシャトル弁32ERを介して制御弁171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31EL、31ERは、制御弁171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。
[0127]
 この構成により、コントローラ30は、操作者による左前進操作とは無関係に、パイロットポンプ15が吐出する作動油を、比例弁31EL及びシャトル弁32ELを介し、制御弁171の左側パイロットポートに供給できる。すなわち、左クローラを前進させることができる。また、コントローラ30は、操作者による左後進操作とは無関係に、パイロットポンプ15が吐出する作動油を、比例弁31ER及びシャトル弁32ERを介し、制御弁171の右側パイロットポートに供給できる。すなわち、左クローラを後進させることができる。
[0128]
 比例弁33EL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から左走行レバー26DL、比例弁33EL、及びシャトル弁32ELを介して制御弁171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33ER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から左走行レバー26DL、比例弁33ER、及びシャトル弁32ERを介して制御弁171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33EL、33ERは、制御弁171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。
[0129]
 この構成により、コントローラ30は、操作者による左前進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171の左側パイロットポートに作用するパイロット圧を減圧し、下部走行体1の左前進動作を強制的に停止させることができる。操作者による左後進操作が行われているときに下部走行体1の左後進動作を強制的に停止させる場合についても同様である。
[0130]
 或いは、コントローラ30は、操作者による左前進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31ERを制御し、制御弁171の左側パイロットポートの反対側にある、制御弁171の右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171を強制的に中立位置に戻すことで、下部走行体1の左前進動作を強制的に停止させてもよい。この場合、比例弁33ELは省略されてもよい。操作者による左後進操作が行われている場合に下部走行体1の左後進動作を強制的に停止させる場合についても同様である。
[0131]
 また、図4Fに示すように、右走行レバー26DRは、右クローラを操作するために用いられる。具体的には、右走行レバー26DR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172のパイロットポートに作用させる。より具体的には、右走行レバー26DRは、前進方向(前方向)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172の右側パイロットポートに作用させる。また、右走行レバー26DRは、後進方向(後方向)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172の左側パイロットポートに作用させる。
[0132]
 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。
[0133]
 比例弁31FL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31FL及びシャトル弁32FLを介して制御弁172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31FR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31FR及びシャトル弁32FRを介して制御弁172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31FL、31FRは、制御弁172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。
[0134]
 この構成により、コントローラ30は、操作者による右前進操作とは無関係に、パイロットポンプ15が吐出する作動油を、比例弁31FL及びシャトル弁32FLを介し、制御弁172の右側パイロットポートに供給できる。すなわち、右クローラを前進させることができる。また、コントローラ30は、操作者による右後進操作とは無関係に、パイロットポンプ15が吐出する作動油を、比例弁31FR及びシャトル弁32FRを介し、制御弁172の左側パイロットポートに供給できる。すなわち、右クローラを後進させることができる。
[0135]
 比例弁33FL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から右走行レバー26DR、比例弁33FL、及びシャトル弁32FLを介して制御弁172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33FR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から右走行レバー26DR、比例弁33FR、及びシャトル弁32FRを介して制御弁172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33FL、33FRは、制御弁171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。
[0136]
 この構成により、コントローラ30は、操作者による右前進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172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、下部走行体1の右前進動作を強制的に停止させることができる。操作者による右後進操作が行われているときに下部走行体1の右後進動作を強制的に停止させる場合についても同様である。
[0137]
 或いは、コントローラ30は、操作者による右前進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31FLを制御し、制御弁172の右側パイロットポートの反対側にある、制御弁172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172を強制的に中立位置に戻すことで、下部走行体1の右前進動作を強制的に停止させてもよい。この場合、比例弁33FRは省略されてもよい。操作者による右後進操作が行われている場合に下部走行体1の右後進動作を強制的に停止させる場合についても同様である。
[0138]
 なお、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レバーが採用されているが、このような油圧式パイロット回路を備えた油圧式操作レバーではなく、電気式パイロット回路を備えた電気式操作レバーが採用されてもよい。この場合、電気式操作レバーのレバー操作量は、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。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。
[0139]
 次に、図5を参照し、マシンガイダンス装置50の別の構成例について説明する。図5は、ショベル100の基本システムの別の構成例を示すブロック図であり、図2に対応する。図5の基本システムは、マシンガイダンス装置50が旋回角度算出部55及び相対角度算出部56を含む点で、図2の基本システムと相違するが、その他の点で共通する。そのため、共通部分の説明を省略し、相違部分を詳細に説明する。
[0140]
 旋回角度算出部55は、上部旋回体3の旋回角度を算出する。上部旋回体3の現在の向きを特定するためである。本実施形態では、旋回角度算出部55は、測位装置P1としてのGNSSコンパスの出力に基づき、基準方向に関する上部旋回体3の前後軸の角度を旋回角度として算出する。旋回角速度センサS5の出力に基づいて旋回角度を算出してもよい。また、施工現場に基準点が設定されている場合には、旋回軸から基準点を見た方向を基準方向としてもよい。
[0141]
 旋回角度は、アタッチメント稼動面が延びる方向を示す。アタッチメント稼動面は、例えば、アタッチメントを縦断する仮想平面であり、旋回平面に垂直となるように配置される。旋回平面は、例えば、旋回軸に垂直な旋回フレームの底面を含む仮想平面である。マシンガイダンス装置50は、例えば、アタッチメント稼動面が目標施工面の法線を含んでいると判断した場合に、上部旋回体3が目標施工面に正対していると判断する。
[0142]
 相対角度算出部56は、上部旋回体3を目標施工面に正対させるために必要な旋回角度としての相対角度を算出する。相対角度は、例えば、上部旋回体3を目標施工面に正対させたときの上部旋回体3の前後軸の方向と、上部旋回体3の前後軸の現在の方向との間に形成されている相対的な角度である。本実施形態では、相対角度算出部56は、記憶装置47に記憶されている目標施工面に関するデータと、旋回角度算出部55が算出した旋回角度とに基づいて相対角度を算出する。
[0143]
 自動制御部54は、所定のスイッチが押下された状態で旋回操作レバーが操作されると、上部旋回体3を目標施工面に正対させる方向に旋回操作レバーが操作されたか否かを判断する。そして、上部旋回体3を目標施工面に正対させる方向に旋回操作レバーが操作されたと判断した場合、自動制御部54は、相対角度算出部56が算出した相対角度を目標角度として設定する。そして、旋回操作レバーが操作された後の旋回角度の変化が目標角度に達した場合に、上部旋回体3が目標施工面に正対したと判定し、旋回用油圧モータ2Aの動きを停止させる。
[0144]
 このようにして、図5のマシンガイダンス装置50は、図2のマシンガイダンス装置50と同様に、上部旋回体3を目標施工面に正対させることができる。
[0145]
 次に、図6を参照し、操作者による走行操作をコントローラ30が支援する処理(以下、「走行操作支援処理」とする。)の一例について説明する。図6は、走行操作支援処理のフローチャートである。コントローラ30は、例えば、MCスイッチが押下されているときに、所定の制御周期で繰り返しこの走行操作支援処理を実行する。
[0146]
 最初に、コントローラ30は、走行操作が行わ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に含まれるマシンガイダンス装置50は、操作圧センサ29DL、29DRの出力に基づいて走行レバー26D又は走行ペダルが操作されたか否かを判定する。
[0147]
 走行操作が行わ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、今回の走行操作支援処理を終了させる。
[0148]
 走行操作が行われていると判定した場合(ステップST1のYES)、コントローラ30は、走行ガイダンスを開始させる(ステップST2)。走行ガイダンスは、ショベル100の走行中に、視覚情報及び聴覚情報を用いて、隣接する仮想平面とショベル中心点との間の直線距離である残距離の大きさをショベル100の操作者に伝える機能である。なお、コントローラ30は、隣接する仮想平面PSにショベル100が到達する度に、仕上げが完了していない斜面がある側における次の隣接する仮想平面PSを、次の目標仮想平面として設定する。目標仮想平面は、残距離を導き出すために参照される仮想平面である。そして、2つの隣接する仮想平面の間の距離は、例えば、バケット6の種類、サイズ、及び土砂特性等の少なくとも1つに応じて設定される。本実施形態では、マシンガイダンス装置50は、走行ガイダンスを開始させることで、音声出力装置43による断続音を用いて残距離の大きさを操作者に伝えるようにする。具体的には、マシンガイダンス装置50は、残距離が小さくなるほど断続音の間隔を短くすることで、残距離の変化を操作者に伝えるようにする。
[0149]
 その後、コントローラ30は、残距離が所定距離以下になったか否かを判定する(ステップST3)。本実施形態では、マシンガイダンス装置50は、残距離がゼロになったか否かを判定する。
[0150]
 残距離が所定距離より大きいと判定した場合(ステップST3のNO)、コントローラ30は、残距離が所定距離以下になったと判定するまで、ステップST3の判定を繰り返す。
[0151]
 残距離が所定距離以下になったと判定した場合(ステップST3のYES)、コントローラ30は、ショベル100の走行を停止させる(ステップST4)。本実施形態では、マシンガイダンス装置50は、比例弁31EL、31ER、31FL及び31ERのそれぞれに所定の電流指令を出力して制御弁171及び172のそれぞれを強制的に中立位置に戻す。左走行用油圧モータ2ML及び右走行用油圧モータ2MRのそれぞれの回転を停止させるためである。その結果、マシンガイダンス装置50は、左クローラ及び右クローラのそれぞれの動きを停止させることで、ショベル100の走行を停止させることができる。
[0152]
 マシンガイダンス装置50は、残距離が上記所定値より大きい別の所定値以下となった場合に、ショベル100を減速させてもよい。残距離が上記所定値以下になったときに、ショベル100の走行を急停止させてしまうのを防止するためである。例えば、マシンガイダンス装置50は、所定の減速パターンでショベル100を減速させることで、ショベル100の減速度を制限してもよい。法面形成作業の際のショベル100の移動は、操作者にとっては横方向への移動となる場合が多い。そこで、操作者の横方向の揺れを抑えるため、マシンガイダンス装置50は、残距離に応じて減速度を調整してショベル100を緩やかに減速させるような、所定の減速パターンを設定してもよい。
[0153]
 なお、コントローラ30は、ステップST3及びステップST4を省略してもよい。すなわち、走行ガイダンスを開始させるのみであってもよい。或いは、コントローラ30は、ステップST2を省略してもよい。すなわち、走行ガイダンスを開始させずに、残距離が所定距離以下になったときにショベル100を停止させるのみであってもよい。
[0154]
 次に、図7A及び図7Bを参照し、コントローラ30が上部旋回体3を目標施工面に正対させる処理(以下、「正対処理」とする。)の一例について説明する。図7A及び図7Bは、正対処理が実行される際のショベル100の左後方斜視図である。具体的には、図7Aは、上部旋回体3が目標施工面に正対していないときの状態を示し、図7Bは、上部旋回体3が目標施工面に正対しているときの状態を示す。図7A及び図7Bにおける目標施工面は、例えば図1に示すような上り法面BSである。そして、図7A及び図7Bにおける範囲NSは、上り法面BSが完成していない範囲、すなわち、図1に示すように地表面ESが上り法面BSと一致していない範囲を表し、図7A及び図7Bにおける範囲CSは、上り法面BSが完成した範囲、すなわち、地表面ESが上り法面BSと一致している範囲を表す。
[0155]
 上部旋回体3が目標施工面に正対しているときの状態は、例えば、水平面上で、目標施工面の向き(延長方向)を表す線分L1と、上部旋回体3の前後軸を表す線分L2との間に形成される角度が90度になっている状態を含む。線分L1で表される目標施工面の向きとしての法面の延長方向は、例えば、斜面長(法足)方向に垂直な方向である。斜面長(法足)方向は、例えば、上端(法肩)から下端(法尻)までの直線で示される方向である。上部旋回体3が目標施工面に正対している状態は、水平面上で、上部旋回体3の前後軸を表す線分L2と、目標施工面の向き(延長方向)に垂直な線分L3との間に形成される角度が0度になっている状態として定義されてもよい。なお、線分L3で表される方向は、目標施工面に下ろした垂線の水平成分の方向に対応している。
[0156]
 図7A及び図7Bの円筒体CBは目標施工面(上り法面BS)の法線の一部を表し、図7A及び図7Bの一点鎖線は旋回平面SFを表し、図7A及び図7Bの破線はアタッチメント稼動面AFを表す。アタッチメント稼動面AFは、旋回平面SFに垂直となるように配置されている。そして、図7Bに示すように、上部旋回体3が目標施工面に正対している状態では、アタッチメント稼動面AFは、円筒体CBで表されるような法線の一部を含むように、すなわち、アタッチメント稼動面AFが法線の一部に沿って延びるように配置されている。
[0157]
 自動制御部54は、例えば、アタッチメント稼動面AFと目標施工面(上り法面BS)とが垂直になるときの旋回角度を目標角度として設定する。そして、測位装置P1等の出力に基づいて現在の旋回角度を検出し、目標角度と現在の旋回角度(検出値)との差を算出する。そして、その差が所定値以下又はゼロとなるように旋回用油圧モータ2Aを動作させる。具体的には、自動制御部54は、目標角度と現在の旋回角度との差が所定値以下又はゼロとなったときに、上部旋回体3が目標施工面に正対したと判定する。また、自動制御部54は、所定のスイッチが押下された状態で旋回操作レバーが操作されると、上部旋回体3を目標施工面に正対させる方向に旋回操作レバーが操作されたか否かを判断する。例えば、目標角度と現在の旋回角度との差が大きくなる方向に旋回操作レバーが操作された場合、自動制御部54は、正対制御を実行しない。一方で、目標角度と現在の旋回角度との差が小さくなる方向に旋回操作レバーが操作された場合、自動制御部54は、正対制御を実行する。その結果、目標角度と現在の旋回角度との差が小さくなるように旋回用油圧モータ2Aを動作させることができる。その後、自動制御部54は、目標角度と現在の旋回角度との差が所定値以下或いはゼロになると、旋回用油圧モータ2Aを停止させる。
[0158]
 上述の図7A及び図7Bに関する説明を踏まえ、ここで改めて、正対処理の流れについて説明する。最初に、コントローラ30に含まれるマシンガイダンス装置50は、正対ずれが生じているか否かを判定する。本実施形態では、マシンガイダンス装置50は、記憶装置47に予め記憶されている目標施工面に関する情報と、向き検出装置としての測位装置P1の出力とに基づいて正対ずれが生じているか否かを判定する。目標施工面に関する情報は、目標施工面の向きに関する情報を含む。測位装置P1は、上部旋回体3の向きに関する情報を出力する。マシンガイダンス装置50は、例えば、図7Aに示すように、アタッチメント稼動面AFが目標施工面の法線を含んでいない状態である場合に、目標施工面とショベル100との正対ずれが生じていると判定する。このような状態では、目標施工面の向きを表す線分L1と上部旋回体3の向きを表す線分L2との間に形成される角度が90度でない状態となる。
[0159]
 正対ずれが生じていないと判定した場合、マシンガイダンス装置50は、正対制御を実行することなく、正対処理を終了させる。
[0160]
 正対ずれが生じていると判定した場合、マシンガイダンス装置50は、ショベル100の周囲に障害物が存在しないか否かを判定する。本実施形態では、マシンガイダンス装置50は、カメラS6が撮像した画像に画像認識処理を施すことで、撮像した画像内に所定の障害物に関する画像が存在するか否かを判定する。所定の障害物は、例えば、人、動物、機械、建造物等である。そして、ショベル100の周囲に設定される所定範囲に関する画像内に所定の障害物に関する画像が存在しないと判定した場合にショベル100の周囲に障害物が存在しないと判定する。所定範囲は、例えば、上部旋回体3を目標施工面に正対させるためにショベル100を動かした場合にショベル100に接触してしまう物体が存在し得る範囲を含む。但し、所定範囲は、例えば旋回軸から所定距離の範囲内等、より広い範囲として設定されていてもよい。
[0161]
 ショベル100の周囲に障害物が存在すると判定した場合、マシンガイダンス装置50は、正対制御を実行することなく、正対処理を終了させる。正対制御の実行によってショベル100と障害物とが接触してしまうのを防止するためである。この場合、マシンガイダンス装置50は、警報を出力させてもよい。
[0162]
 ショベル100の周囲に障害物が存在しないと判定した場合、マシンガイダンス装置50は、正対制御を実行する。図7A及び図7Bの例では、マシンガイダンス装置50の自動制御部54は、比例弁31BL(図4B参照。)に対して電流指令を出力する。そして、パイロットポンプ15から出て比例弁31BL及びシャトル弁32BLを通る作動油によって生成される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。左側パイロットポートでパイロット圧を受けた制御弁173は、右方向に変位し、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の第1ポート2A1に流入させる。また、旋回用油圧モータ2Aの第2ポート2A2から流出する作動油を作動油タンクに流出させる。その結果、旋回用油圧モータ2Aは、順方向に回転し、旋回軸回りに上部旋回体3を左方向に旋回させる。その後、自動制御部54は、線分L1と線分L2との間に形成される角度が90度になるところで、或いは、線分L2と線分L3との間に形成される角度が0度になるところで、比例弁31BLに対する電流指令の出力を中止し、制御弁173の左側パイロットポートに作用しているパイロット圧を低減させる。制御弁173は、左方向に変位して中立位置に戻り、左メインポンプ14Lから旋回用油圧モータ2Aの第1ポート2A1に向かう作動油の流れを遮断する。また、旋回用油圧モータ2Aの第2ポート2A2から作動油タンクに向かう作動油の流れを遮断する。その結果、旋回用油圧モータ2Aは、順方向への回転を停止し、上部旋回体3の左方向への旋回を停止させる。
[0163]
 次に、図8を参照し、走行操作支援処理が実行されるときのショベル100の動きの一例について説明する。図8は、X軸に沿って直線的に延びる上り法面BSを形成する作業を行うショベル100の上面図である。図8の例では、アーム5の先端にエンドアタッチメントとしての法面バケット6Aが取り付けられている。法面バケット6Aは、幅W1を有する。操作者は、掘削アタッチメントの1回のストロークで上り法面BSの法肩TSから法尻FSまでを平らに仕上げるようにする。そして、このような掘削アタッチメントのストロークと下部走行体1の走行とを交互に繰り返して広い斜面範囲を平らに仕上げるようにする。具体的には、操作者は、今回のストロークで法面バケット6Aが接触する斜面範囲と前回のストロークで法面バケット6Aが接触した斜面範囲とが所定の幅W2だけ重複するようにショベル100を操作する。図8の範囲NSは、上り法面BSが完成していない範囲、すなわち、図1に示すように地表面ESが上り法面BSと一致していない範囲を表し、範囲CSは、上り法面BSが完成した範囲、すなわち、地表面ESが上り法面BSと一致している範囲を表す。また、範囲DSは、上述の重複範囲、すなわち、範囲CSのうち、連続する2回のストロークのそれぞれで法面バケット6Aが接触した範囲を表す。図8の例では、範囲CSは、範囲CS1~CS6を含み、範囲DSは、範囲DS1~DS5を含む。範囲DS1は、範囲CS1と範囲CS2とが重複する範囲を示し、範囲DS2は、範囲CS2と範囲CS3とが重複する範囲を示す。範囲DS3~DS5についても同様である。
[0164]
 図8は、掘削アタッチメントの現在(今回)のストロークと過去の5回のストロークで完成された上り法面BSを表している。点Qcは、現在の法面バケット6Aの爪先の左端の位置を表す。点Q1は、今回のストロークを開始させたときの法面バケット6Aの爪先の左端の位置を表す。点Q2~点Q6は、1回~5回前のストロークを開始させたときの破線で示す法面バケット6Aの爪先の左端の位置を表す。点R1は、現在のショベル中心点CPの位置を表す。点R2~点R6は、1回~5回前のストロークを開始させたときのショベル中心点CPの位置を表す。一点鎖線で示す複数の仮想平面PSは、上り法面BSの法線を含む互いに平行な仮想平面であり、法面バケット6Aの幅W1より小さい距離を隔てて等間隔に配置されている。仮想平面PSは、等間隔に設定されていてもよく、不等間隔に設定されていてもよい。また、仮想平面PSは、本実施形態では予め設定されているが、動的に設定されてもよい。
[0165]
 具体的には、仮想平面PSは、仮想平面PS1~PS6及びPSa~PScを含む。仮想平面PS1~PS6は、過去に使用された仮想平面PSの例であり、1回~5回前のストロークを開始させたときのショベル中心点CPの位置である点R1~R6を通る。仮想平面PSa~PScは、将来的に使用される仮想平面PSの例であり、1回~3回後のストロークを開始させるときのショベル中心点CPを通る。
[0166]
 マシンガイダンス装置50は、MCスイッチが押下された状態で走行レバー26Dが操作される度に走行ガイダンスを開始させ、且つ、ショベル100の所定部位(ショベル中心点CP)が仮想平面PSに達する度に、すなわち、ショベル100が所定の距離Dだけ移動する度にショベル100を停止させる。ここで、所定の距離Dは、隣接する仮想平面PSに応じて設定される。このようにして、マシンガイダンス装置50は、所定の距離Dだけショベル100が進む都度、つまり、ショベル100が隣接する仮想平面PSに到達する度に、仕上げが完了していない斜面範囲がある側における次の隣接する仮想平面PSを、次の目標仮想平面として設定する。そして、2つの隣接する仮想平面の間の距離である所定の距離Dは、バケット6の種類、サイズ、及び土砂特性等の少なくとも1つに応じて設定される。
[0167]
 具体的には、マシンガイダンス装置50は、下部走行体1の移動に関する所定の条件を設定し、その条件が満たされたときに、走行用油圧モータ2Mを制御して下部走行体1の移動を停止させるように構成されていてもよい。この場合、所定の条件は、例えば、ショベル100の走行中にショベル中心点CPが仮想平面PSに到達したことを含む。
[0168]
 マシンガイダンス装置50は、例えば、測位装置P1の出力に基づき、ショベル100の走行中に+X側の最も近いところにある仮想平面PSにショベル中心点CPが到達したと判定した場合に、ショベル100の走行を停止させる。なお、上述の実施形態では、ショベル100が移動する範囲である移動範囲として法面に沿った方向における範囲のみが記載されているが、移動範囲は、法面に垂直な方向(上部旋回体3の前後軸の方向)における範囲であってもよい。この場合、法肩TSと法尻FSがアタッチメントの稼動範囲に含まれるように、法面に垂直な方向における下部走行体1の移動範囲は制限される。例えば、ショベル100が法面から離間し過ぎてしまい、バケット6が法肩TSに届かなくなりそうな場合には、マシンガイダンス装置50は、制動制御によってショベル100を減速若しくは停止させたり、或いは、その旨をショベル100の操作者に伝えたりしてもよい。
[0169]
 ショベル100が強制的に停止させられるまでの実際の走行距離は、2つの仮想平面間の距離D以上となる。ショベル100は、2つの仮想平面間の最短ルートをとるとは限らないためである。具体的には、ショベル100が強制的に停止させられるまでの実際の走行距離は、ショベル100が蛇行したり前後進を繰り返したりした場合に大きくなる。
[0170]
 次に、図9A~図9Dを参照し、掘削アタッチメントの連続する2回のストロークのそれぞれで法面バケット6Aが接触する斜面範囲である範囲DS(図8参照。)が生成されることの効果について説明する。図9A~図9Dは、図8の破線で示す線分SGを含む鉛直断面を示す。具体的には、図9Aは、現在の鉛直断面の状態を示す。図9Bは、幅W2の範囲DSが生成されるように掘削アタッチメントの次回のストロークが行われたときの鉛直断面の状態を示す。図9Cは、範囲DSが生成されないよう、すなわち、重複範囲の幅W2がゼロとなるように、次回のストロークが行われたときの鉛直断面の状態を示す。図9Dは、今回のストロークによって掘削される幅W1の範囲と次回のストロークによって掘削される幅W1の範囲との間に幅W3の隙間が生じてしまったときの鉛直断面の状態を示す。図9Aにおける点Qn、Qn1及びQn2は、それぞれ、次回のストロークの際の法面バケット6Aの爪先の左端の位置を示す。法面バケット6Aの爪先の左端が点Qnを通るストロークは、図9Bの状態をもたらす。法面バケット6Aの爪先の左端が点Qn1を通るストロークは、図9Cの状態をもたらす。法面バケット6Aの爪先の左端が点Qn2を通るストロークは、図9Dの状態をもたらす。
[0171]
 具体的には、次回のストロークで法面バケット6Aの爪先の左端が点Qnを通る場合、法面バケット6Aは、図9Bの破線で示す幅W4(=W1-W2)の範囲Z1内にある土砂を掘削する。この場合、法面バケット6Aは、法肩TSから法尻FSまで移動する際に掘削した土砂の全てを法面バケット6A内に取り込むことができ、法面バケット6Aの外に土砂を溢れさせることがない。範囲DS上の空間には土砂が存在しないため、法面バケット6A内に取り込まれる土砂の量(体積)は、法面バケット6Aの全幅を利用して土砂を掘削する場合に比べて小さいためである。
[0172]
 これに対し、次回のストロークで法面バケット6Aの爪先の左端が点Qn1を通る場合、法面バケット6Aは、図9Cの破線で示す幅W1の範囲Z2内にある土砂を掘削する。この場合、法面バケット6Aは、法肩TSから法尻FSまで移動する際に掘削した土砂の全てを法面バケット6A内に取り込むことができず、法面バケット6Aの外に土砂を溢れさせてしまう。法面バケット6Aの全幅を利用して土砂を掘削しているため、法面バケット6A内に取り込まれる土砂の量(体積)が図9Bのときに比べて大きいためである。図9Cの土砂MT1は、法面バケット6Aの左端から溢れ出て範囲CS上に積もった土砂を表す。操作者は、範囲CS上に積もった土砂MT1を取り除くために、ショベル100を-X側に移動させた上で、掘削アタッチメントの追加的なストロークを行う必要がある。
[0173]
 或いは、次回のストロークで法面バケット6Aの爪先の左端が点Qn2を通る場合、法面バケット6Aは、図9Dの破線で示す幅W1の範囲Z3内にある土砂を掘削する。この場合、法面バケット6Aは、図9Cの場合と同様に、法肩TSから法尻FSまで移動する際に掘削した土砂の全てを法面バケット6A内に取り込むことができず、法面バケット6Aの外に土砂を溢れさせてしまう。法面バケット6Aの全幅を利用して土砂を掘削しているため、法面バケット6A内に取り込まれる土砂の量(体積)が図9Bのときに比べて大きいためである。図9Dの土砂MT2は、法面バケット6Aの左端から溢れ出て範囲NS1及び範囲CS上に積もった土砂を表す。範囲NS1は、範囲NSのうち、今回のストロークによって掘削される幅W1の範囲と次回のストロークによって掘削される幅W1の範囲との間に形成される部分である。操作者は、範囲NS1を掘削するために、且つ、範囲NS1及び範囲CS上に積もった土砂MT2を取り除くために、ショベル100を-X側に移動させた上で、掘削アタッチメントの追加的なストロークを行う必要がある。
[0174]
 上述のように、1回のストロークで法面バケット6A内に取り込まれる土砂の量が、法面バケット6Aの容量を上回ってしまうと、法面バケット6Aによって掘削された土砂の一部は、仕上げが完了した範囲CS上に溢れ出てしまう。その結果、操作者は、範囲CS上に溢れ出た土砂を取り除くために、ショベル100を移動させた上で掘削アタッチメントの追加的なストロークを行う必要がある。
[0175]
 なお、図9Bに示すように範囲DSが生成されたとしても、その幅W2が不足している場合には、図9Cに示すような範囲DSが生成されなかった場合と同様に、範囲CS上に土砂が溢れ出てしまう。このような状況は、操作者が手動で走行操作を行ってショベル100を移動させる場合に発生し易い。具体的には、操作者が手動で走行操作を行ってショベル100を必要以上に移動させてしまった場合に発生する。
[0176]
 そこで、マシンガイダンス装置50は、1回のストロークで法面バケット6A内に取り込まれる土砂の量が、法面バケット6Aの容量を上回らないよう、仮想平面PSを適切に配置することで、各ストローク間に行われるショベル100の走行を制御する。具体的には、マシンガイダンス装置50は、図8に示すように、ショベル中心点CPが仮想平面PSに到達すると、ショベル100の走行を強制的に停止させる。図9Bに示すように、今回のストロークで法面バケット6Aが接触する斜面範囲と前回のストロークで法面バケット6Aが接触した斜面範囲とが所定の幅W2だけ重複するように上部旋回体3を位置決めできるようにするためである。
[0177]
 目標走行距離を設定する場合も同様である。この場合、マシンガイダンス装置50は、1回のストロークで法面バケット6A内に取り込まれる土砂の量が、法面バケット6Aの容量を上回らないよう、目標走行距離を適切な値に設定することで、各ストローク間に行われるショベル100の走行を制御する。具体的には、マシンガイダンス装置50は、測位装置P1の出力に基づいて算出される走行距離が目標走行距離に達すると、ショベル100の走行を強制的に停止させる。
[0178]
 次に、図10を参照し、走行ガイダンスが開始されたときに表示装置40に表示される走行ガイダンス画像Gについて説明する。図10は、走行ガイダンス画像Gの構成例を示す図である。走行ガイダンス画像Gは、画像G1~G6を含む。
[0179]
 画像G1は、ショベル100を真上から見たときのショベル100の形状を表すショベル図形である。本実施形態では、ショベル図形は、走行ガイダンス画像Gのほぼ中央に配置され、且つ、掘削アタッチメントを表す図形があるその前部が表示装置40の上側を向くように配置される。
[0180]
 画像G2は、ショベル100の周囲の俯瞰画像である。本実施形態では、コントローラ30は、後カメラS6B、前カメラS6F、左カメラS6L及び右カメラS6Rのそれぞれが撮像した画像に視点変換処理を施して俯瞰画像を生成する。画像G1としての俯瞰画像は、図10に示すように、画像G2としてのショベル図形を取り囲むように配置される。
[0181]
 画像G3は、ショベル100の前後左右にある地物の画像が走行ガイダンス画像Gのどこに表示されているかを表すテキストである。本実施形態では、画像G3は、テキストメッセージ「FRONT」であり、ショベル100の前方にある地物の画像が走行ガイダンス画像Gの上側に表示されていることを示している。これは、同時に、ショベル100の後方、左方及び右方にある地物の画像が、それぞれ、走行ガイダンス画像Gの下側、左側及び右側に表示されていることを示している。
[0182]
 画像G4は、ショベル100の右側に位置する仮想平面PSを表す図形である。本実施形態では、画像G4は、ショベル100の右側で最も近くに位置する仮想平面PSを表す線分である。
[0183]
 画像G5は、仮想平面PSに関するショベル100の位置を表す図形である。本実施形態では、画像G5は、仮想平面PSに平行で、ショベル中心点CPを通る線分を表す破線である。
[0184]
 画像G6は、ショベル中心点CPと仮想平面PSとの間の距離を表す図形である。本実施形態では、画像G6は、双方向矢印とテキストボックスの組み合わせである。テキストボックスは、ショベル中心点CPと仮想平面PSとの間の直線距離の値を表示している。図10の例では、直線距離は、「50cm」である。双方向矢印は、画像G4(線分)と画像G5(破線)との間に配置され、テキストボックス内に表示されている「50cm」がショベル中心点CPと仮想平面PSとの間の直線距離であることを表している。テキストボックス内に表示されている直線距離の値は、ショベル100の移動に応じて更新される。画像G4の表示位置は、直線距離の値の増減に応じて変化するように構成されていてもよく、直線距離の値が変化しても変化しないように構成されていてもよい。
[0185]
 走行ガイダンス画像Gを見た操作者は、次回のストロークで法面バケット6A内に取り込まれる土砂の量が、法面バケット6Aの容量を上回らないようにするために、ショベル100をどの程度移動させればよいかを直感的に把握できる。
[0186]
 次に、図11を参照し、走行操作支援処理が実行されるときのショベル100の動きの別の一例について説明する。図11は、湾曲部BDを含む上り法面BSを形成する作業を行うショベル100の上面図である。図11の例では、アーム5の先端にエンドアタッチメントとしての法面バケット6Aが取り付けられている。法面バケット6Aは、幅W1を有する。操作者は、掘削アタッチメントの1回のストロークで上り法面BSの法肩TSから法尻FSまでを平らに仕上げるようにする。具体的には、操作者は、図8に示すように、今回のストロークで法面バケット6Aが接触する斜面範囲と前回のストロークで法面バケット6Aが接触した斜面範囲とが所定の幅だけ重複するようにショベル100を操作する。図11の範囲NSは、上り法面BSが完成していない範囲、すなわち、図1に示すように地表面ESが上り法面BSと一致していない範囲を表し、範囲CSは、上り法面BSが完成した範囲、すなわち、地表面ESが上り法面BSと一致している範囲を表す。
[0187]
 図11は、掘削アタッチメントの現在(今回)のストロークと過去の6回のストロークで完成された斜面範囲を含む上り法面BSを表している。点Qcは、現在の法面バケット6Aの爪先の左端の位置を表す。点Q1は、今回のストロークを開始させたときの法面バケット6Aの爪先の左端の位置を表す。点Q2~点Q7は、1回~6回前のストロークを開始させたときの法面バケット6Aの爪先の左端の位置を表す。破線で示すショベルは、6回前のストロークを開始させたときのショベル100を示す。点R1は、現在のショベル中心点CPの位置を表す。点R2~点R7は、1回~6回前のストロークを開始させたときのショベル中心点CPの位置を表す。一点鎖線で示す複数の仮想平面PSは、上り法面BSの法線を含む仮想平面であり、法肩TSのところで法面バケット6Aの幅W1より小さい距離を隔て、上り法面BSの延長方向に並ぶように配置されている。また、複数の仮想平面PSのそれぞれは、湾曲部BDの曲率中心を通るように配置されている。なお、仮想平面PSは、法肩TS又は法尻FSにおいて等間隔となるように設定されていてもよく、不等間隔となるように設定されていてもよい。また、仮想平面PSは、予め設定されていてもよく、動的に設定されてもよい。
[0188]
 具体的には、仮想平面PSは、仮想平面PS1~PS7を含む。仮想平面PS1は、曲率中心と点R1とを通る。仮想平面PS2~PS7についても同様である。
[0189]
 マシンガイダンス装置50は、MCスイッチが押下された状態で走行レバー26Dが操作される度に走行ガイダンスを開始させ、或いは、ショベル100の所定部位が仮想平面PSに達する度に、すなわち、ショベル100が所定距離だけ移動する度にショベル100を停止させる。
[0190]
 具体的には、マシンガイダンス装置50は、測位装置P1の出力に基づき、ショベル100の走行中に+X側にある仮想平面PSにショベル中心点CPが到達したと判定した場合に、ショベル100の走行を停止させる。そのため、湾曲部BDでの作業の際には、ショベル100の実際の走行距離(例えば、点R5と点R4との間の距離)は、法肩TSにおける法面バケット6Aの移動距離(例えば、点Q5と点Q4との間の距離)よりも大きくなる。なお、上述の実施形態では、ショベル100が移動する範囲である移動範囲として法面に沿った方向における範囲のみが記載されているが、移動範囲は、法面に垂直な方向(上部旋回体3の前後軸の方向)における範囲であってもよい。この場合、法肩TSと法尻FSがアタッチメントの稼動範囲に含まれるように、法面に垂直な方向における下部走行体1の移動範囲は制限される。例えば、ショベル100が法面から離間し過ぎてしまい、バケット6が法肩TSに届かなくなりそうな場合には、マシンガイダンス装置50は、制動制御によってショベル100を減速若しくは停止させたり、或いは、その旨をショベル100の操作者に伝えたりしてもよい。
[0191]
 上述のように、マシンガイダンス装置50は、上り法面BSが湾曲部BDを含む場合であっても、上り法面BSが直線的に延びる場合と同様に、走行操作支援処理を実行できる。
[0192]
 次に、図12を参照し、マシンガイダンス装置50の更に別の構成例について説明する。図12は、ショベル100の基本システムの更に別の構成例を示すブロック図であり、図2に対応する。図12の基本システムは、空間認識装置S7を含む点で、図2の基本システムと相違するが、その他の点で共通する。そのため、共通部分の説明を省略し、相違部分を詳細に説明する。図12の例では、ショベル100は、X軸に沿って直線的に延びる上り法面BS(図8参照。)を形成する作業を行っている。
[0193]
 空間認識装置S7は、ショベル100の周囲の空間に存在する地物を認識できるように構成されている。本実施形態では、空間認識装置S7はLIDARである。空間認識装置S7は、距離画像センサであってもよい。具体的には、空間認識装置S7は、ショベル100の前方の空間に存在する地物を認識する前LIDAR、ショベル100の左方の空間に存在する地物を認識する左LIDAR、ショベル100の右方の空間に存在する地物を認識する右LIDAR、及び、ショベル100の後方の空間に存在する地物を認識する後LIDARを含む。
[0194]
 前LIDARは、例えば、キャビン10の天井、すなわちキャビン10の内部に取り付けられている。キャビン10の屋根、すなわちキャビン10の外部に取り付けられていてもよい。左LIDARは、上部旋回体3の上面左端に取り付けられ、右LIDARは、上部旋回体3の上面右端に取り付けられ、後LIDARは、上部旋回体3の上面後端に取り付けられている。
[0195]
 マシンガイダンス装置50は、下部走行体1を移動させた直後に行われる掘削アタッチメントによる作業によって法面バケット6Aに取り込まれる土砂の体積に基づき、仮想平面PSの位置を動的に決定するように構成されている。すなわち、前回決定された仮想平面PSと今回決定される仮想平面PSとの間の距離Dを決定するように構成されている。典型的には、マシンガイダンス装置50は、下部走行体1を移動させた直後に行われる掘削アタッチメントによる作業によって法面バケット6Aに取り込まれる土砂の体積と法面バケット6Aの容積とがほぼ等しくなるように距離Dを決定するように構成されている。
[0196]
 法面バケット6Aに取り込まれる土砂の体積は、例えば、目標施工面に関するデータと、現在の地表面ESに関するデータと、法面バケット6Aのサイズに関するデータと、作業開始位置から作業終了位置までの距離に関するデータと、に基づいて算出される。現在の地表面ESに関するデータは、典型的には、直近のストロークによって仕上げられた範囲CSに関するデータと、次のストロークによって仕上げられる範囲NSに関するデータと、を含む。
[0197]
 目標施工面に関するデータは、例えば、上り法面BSに関するデータであり、記憶装置47に記憶されている。現在の地表面ESに関するデータは、例えば、空間認識装置S7の出力に基づいて導き出される。法面バケット6Aのサイズに関するデータは、例えば、記憶装置47に記憶されている。法面バケット6Aのサイズに関するデータは、例えば、法面バケット6Aの容積及び幅W1を含む。作業開始位置から作業終了位置までの距離に関するデータは、例えば、法肩TSから法尻FSまでの直線距離である法足に関するデータを含む。
[0198]
 現在の地表面ESに関するデータは、カメラS6の出力に基づいて導き出されてもよい。或いは、現在の地表面ESに関するデータは、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等の出力に基づいて算出される掘削アタッチメントの姿勢の過去の推移(作動履歴)に基づいて導き出されてもよい。これらの場合、空間認識装置S7は省略されてもよい。
[0199]
 マシンガイダンス装置50は、目標施工面に関するデータと現在の地表面ESに関するデータとに基づき、目標施工面と現在の地表面ESとの間に存在する土砂の厚さを導き出すことができる。そして、マシンガイダンス装置50は、土砂の厚さと、法面バケット6Aの幅W1と、法足とに基づき、下部走行体1を移動させた直後に行われる掘削アタッチメントによる作業によって法面バケット6Aに取り込まれる土砂の体積を導き出すことができる。
[0200]
 法面バケット6Aに取り込まれる土砂の体積は、範囲DSの幅W2が大きいほど、小さくなる。範囲DSの上には、新たに掘削される土砂が存在しないためである。
[0201]
 この関係に基づき、マシンガイダンス装置50は、例えば、法面バケット6Aに取り込まれる土砂の体積が法面バケット6Aの容積を超えないという条件を満たす幅W2を導き出すことができる。すなわち、マシンガイダンス装置50は、下部走行体1を移動させた直後に行われる掘削アタッチメントによる作業の際に土砂が法面バケット6Aの外に溢れ出さないという条件を満たす幅W2を導き出すことができる。
[0202]
 上述の条件を満たす幅W2が決まれば、マシンガイダンス装置50は、その幅W2をもたらす仮想平面間の距離Dをリアルタイムに導き出すことができる。
[0203]
 そして、仮想平面間の距離Dが決まれば、マシンガイダンス装置50は、新たな仮想平面PSの位置を決定し、その新たな仮想平面PSとショベル中心点CPとの位置関係を継続的に監視できる。そして、マシンガイダンス装置50は、その新たな仮想平面PSにショベル中心点CPが到達したと判定した場合に、走行用油圧モータ2Mの回転を停止させることで、ショベル100の走行を停止させることができる。
[0204]
 次に、図13A~図13Cを参照して、ショベル100の自律運転機能に関する構成について説明する。
[0205]
 図13A~図13Cは、ショベル100の自律運転機能に関する構成の一例を示す図である。具体的には、図13Aは、下部走行体1の自律運転機能に関する構成部分の一例を示す図である。図13B及び図13Cは、上部旋回体3及びアタッチメントの自律運転機能に関する構成部分の一例を示す図である。
[0206]
 本例では、コントローラ30は、姿勢検出装置、入力装置42、撮像装置(カメラS6)、測位装置P1、及び異常検知センサ74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及び比例弁33等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、及び旋回状態センサ(旋回角速度センサS5)を含む。
[0207]
 コントローラ30は、目標施工面設定部F1と、作業終了目標位置設定部F2と、走行目標軌道生成部F3と、異常監視部F4と、停止判定部F5と、姿勢検出部F6と、次作業位置設定部F7、位置算出部F8と、比較部F9と、物体検知部F10と、移動指令生成部F11と、速度算出部F12と、速度制限部F13と、流量指令生成部F14と、バケット形状設定部Faと、移動距離設定部Fbとを機能要素として含む。また、コントローラ30は、Att目標軌道更新部F15と、現在爪先位置算出部F16と、次爪先位置算出部F17と、爪先速度指令値生成部F18と、爪先速度指令値制限部F19と、指令値算出部F20と、ブーム電流指令生成部F21と、ブームスプール変位量算出部F22と、ブーム角度算出部F23と、アーム電流指令生成部F31と、アームスプール変位量算出部F32と、アーム角度算出部F33と、バケット電流指令生成部F41と、バケットスプール変位量算出部F42と、バケット角度算出部F43と、旋回電流指令生成部F51と、旋回スプール変位量算出部F52と、旋回角度算出部F53とを機能要素として含む。
[0208]
 なお、コントローラ30における各機能要素は、説明の便宜のために区別されて示されているが、物理的に区別されている必要はなく、全体的に或いは部分的に共通のソフトウェアコンポーネント若しくはハードウェアコンポーネントで構成されていてもよい。
[0209]
 また、コントローラ30における1又は複数の機能要素は、後述の管理装置300等の他の制御装置における機能要素であってもよい。すなわち、各機能要素は、何れの制御装置によって実現されてもよい。例えば、作業終了目標位置設定部F2、走行目標軌道生成部F3、及び移動指令生成部F11は、ショベル100の外部にある管理装置300によって実現されてもよい。
[0210]
 目標施工面設定部F1は、入力装置42の出力、即ち、入力装置42で受け付けられる操作入力に応じて、目標施工面を設定する。目標施工面設定部F1は、通信装置T1を通じて外部装置(例えば、後述の管理装置300)から受信される情報に基づき、目標施工面を設定してもよい。
[0211]
 作業終了目標位置設定部F2は、所定の作業の終了位置に対応するショベル100(下部走行体1)の自律走行に関する目標位置(以下、「作業終了目標位置」)を設定するように構成されている。例えば、作業終了目標位置設定部F2は、ショベル100を目標施工面に並列して自律走行させながら、法面の施工作業を行う際の施工対象の法面における作業終了位置に対応する作業終了目標位置を設定してよい。作業終了位置は、入力装置42から取り込まれる目標施工面に関する情報に含まれていてもよいし、目標施工面に基づき、自動で生成されてもよい。
[0212]
 走行目標軌道生成部F3は、目標施工面の形状と、作業終了目標位置とに基づき、ショベル100(下部走行体1)の自律走行に関する走行目標軌道を生成するように構成されている。また、走行目標軌道生成部F3は、生成する走行目標軌道に対する許容誤差範囲を設定してもよい。
[0213]
 バケット形状設定部Faは、バケット形状に関する情報を設定するように構成されている。図13Aに示す例では、バケット形状設定部Faは、入力装置42の出力、即ち、入力装置42で受け付けられる操作入力に応じてバケット形状に関する情報を設定する。バケット形状に関する情報は、例えば、バケット幅又はバケット背面角度等に関する情報である。バケット背面角度は、例えば、アームトップピンとバケット6の爪先とを結ぶ線分とバケット6の背面との間に形成される角度である。この構成により、バケット形状設定部Faは、例えば、アーム5の先端に法面バケット6Aが取り付けられている場合には、通常のバケット6が取り付けられている場合に比べ、バケット幅(図8の幅W1を参照。)が大きいことを認識できる。
[0214]
 移動距離設定部Fbは、ショベル100の移動距離を設定できるように構成されている。図13Aに示す例では、移動距離設定部Fbは、バケット形状設定部Faで設定されたバケット形状に関する情報に基づき、ショベル100の移動距離を設定する。例えば、移動距離設定部Fbは、法面を形成する作業が行われる場合において、法面バケット6Aの幅(例えば図8の幅W1を参照。)に基づき、ショベル100の移動距離(例えば図8の距離Dを参照。)を設定する。
[0215]
 異常監視部F4は、ショベル100の異常を監視するように構成されている。本例では、異常監視部F4は、異常検知センサ74の出力に基づき、ショベル100の異常の度合いを決定する。異常検知センサ74は、例えば、エンジン11の異常を検知するセンサ、作動油の温度に関する異常を検知するセンサ、及びコントローラ30の異常を検知するセンサ等の少なくとも一つを含んでよい。
[0216]
 停止判定部F5は、各種情報に基づきショベル100を停止させる必要があるか否かを判定するように構成されている。本例では、停止判定部F5は、異常監視部F4の出力に基づき、自律走行中のショベル100を停止させる必要があるか否かを判定する。具体的には、停止判定部F5は、例えば、異常監視部F4が決定したショベル100の異常の度合いが所定の閾値を上回った場合に、自律走行中のショベル100を停止させる必要があると判定する。この場合、コントローラ30は、例えば、走行アクチュエータとしての走行用油圧モータ2Mを制動制御し、走行用油圧モータ2Mの回転を減速させ或いは停止させる。一方で、停止判定部F5は、例えば、異常監視部F4が決定したショベル100の異常の度合いが所定の閾値以下の場合、自律走行中のショベル100を停止させる必要がない、即ち、ショベル100の自律走行を継続させることができると判定する。また、ショベル100に人(オペレータ)が搭乗している場合には、停止判定部F5は、ショベル100を停止させる必要があるか否かに加え、自律走行を解除するか否かを判定してもよい。
[0217]
 姿勢検出部F6は、ショベル100の姿勢に関する情報を検出するように構成されている。また、姿勢検出部F6は、ショベル100の姿勢が走行姿勢になっているか否かを判定してもよい。姿勢検出部F6は、ショベル100の姿勢が走行姿勢になっていると判定した場合に、ショベル100の自律走行の実行を許可するように構成されていてもよい。
[0218]
 次作業位置設定部F7は、次回以降の作業が行われる位置(以下、「中間目標位置」とする。)を設定するように構成されている。本例では、次作業位置設定部F7は、姿勢検出部F6によってショベル100の姿勢が走行姿勢になっていると判定され、且つ、停止判定部F5によってショベル100を停止させる必要がないと判定された場合に、走行目標軌道上に一又は複数の中間目標位置を設定してよい。一又は複数の中間目標位置は、例えば、移動距離設定部Fbで設定された移動距離に基づいて設定される。
[0219]
 位置算出部F8は、ショベル100の現在位置を算出するように構成されている。本例では、位置算出部F8は、測位装置P1の出力に基づいてショベル100の現在位置を算出する。ショベルが法面作業を行っている場合には、作業終了目標位置設定部F2は、法面作業の終了位置を最終の目標位置として設定してもよい。そして、次作業位置設定部F7は、法面作業の開始位置から終了位置までを複数の区間に分割し、各区間の終点を中間目標位置として設定してもよい。
[0220]
 比較部F9は、次作業位置設定部F7が設定した中間目標位置と、位置算出部F8が算出したショベル100の現在位置とを比較するように構成されている。
[0221]
 物体検知部F10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。本例では、物体検知部F10は、撮像装置(カメラS6)の出力に基づき、ショベル100の周囲の監視範囲内に存在する物体を検知する。そして、物体検知部F10は、自律走行中のショベル100の進行方向に存在する物体(例えば、人)を検知した場合、ショベル100の自律走行を停止させるための停止指令を生成する。同様に、物体検知部F10は、自律走行中のショベル100の監視範囲内に存在する物体(例えば、人)を検知した場合、ショベル100の自律走行を停止させるための停止指令を生成してもよい。なお、物体検知部F10は、自律走行中のショベル100の監視範囲外に存在する物体(例えば、人)に対しても検知を行う。
[0222]
 移動指令生成部F11は、下部走行体1の走行移動に関する指令を生成するように構成されている。本例では、移動指令生成部F11は、比較部F9の比較結果に基づき、移動方向に関する指令や移動速度に関する指令(以下、「速度指令」)を生成する。例えば、移動指令生成部F11は、中間目標位置と、ショベル100の現在位置との差が大きいほど大きい速度指令を生成するように構成されてよい。また、移動指令生成部F11は、その差を零に近づける速度指令を生成するように構成されてよい。
[0223]
 このようにして、コントローラ30は、例えば、それぞれの中間目標位置までショベル100を自律走行させると共にその場所で所定の作業を行わせ、次の中間位置に移動する態様を繰り返しながら、目標位置までの走行制御を実行する。また、移動指令生成部F11は、事前に入力された地形に関する情報と測位装置P1の検出値とに基づき、ショベル100が傾斜地に存在すると判断した場合、速度指令の値を変更してもよい。例えば、ショベル100が下り坂にいると判定した場合、移動指令生成部F11は、通常の速度よりも減速した速度に対応する速度指令値を生成してもよい。移動指令生成部F11は、撮像装置(カメラS6)の出力に基づき、地面の傾斜等の地形に関する情報を取得してもよい。更に、撮像装置(カメラS6)の出力に基づき、物体検知部F10により路面の凹凸が大きいと判定された場合(例えば、路面上に多数の石が存在していると判定された場合)も同様に、移動指令生成部F11は、通常の速度よりも減速した速度に対応する速度指令値を生成してもよい。このように、移動指令生成部F11は、走行ルート上における取得した路面に関する情報に基づき、速度指令の値を変更してもよい。例えば、河川敷において、ショベル100が砂地から砂利道へ移動する際にも、移動指令生成部F11は、自動的に速度指令の値を変更してもよい。これにより、移動指令生成部F11は、路面状況に対応して走行速度を変更できる。更に、移動指令生成部F11は、アタッチメントの動作に対応して速度指令値を生成してもよい。例えば、ショベル100が法面作業を行っている場合(具体的には、アタッチメントが法肩から法尻までの仕上げ作業を行っている場合)には、次作業位置設定部F7は、バケット6が法尻に到達したと判定したときに、次の中間目標位置への移動開始を判定してよい。これにより、移動指令生成部F11は、次の中間目標位置までの速度指令を生成することができる。また、バケット6が法尻に到達した後で、ブーム4が所定高さまで上がったことを判定した場合に、次作業位置設定部F7は、次の中間目標位置への移動開始を判定してもよい。そして、移動指令生成部F11は、次の中間目標位置までの速度指令を生成してもよい。このようにして、移動指令生成部F11は、アタッチメントの動作に対応して速度指令値を設定してもよい。
[0224]
 更に、コントローラ30は、ショベル100の動作モードを設定するモード設定部を設け有していてもよい。この場合、ショベル100の動作モードとしてクレーンモードが設定された場合、或いは、低速高トルクモード等の低速モードが設定された場合には、移動指令生成部F11は、低速モードに対応した速度指令値を生成する。このように、移動指令生成部F11は、ショベル100の状態に応じて速度指令値(走行速度)を変更してもよい。
[0225]
 速度算出部F12は、ショベル100の現在の走行速度を算出するように構成されている。本例では、速度算出部F12は、位置算出部F8が算出するショベル100の現在位置の推移に基づき、ショベル100の現在の走行速度を算出する。
[0226]
 演算部CALは、移動指令生成部F11が生成した速度指令に対応する走行速度と、速度算出部F12が算出したショベル100の現在の走行速度との速度差を算出するように構成されている。
[0227]
 速度制限部F13は、ショベル100の走行速度を制限するように構成されている。本例では、速度制限部F13は、演算部CALが算出した速度差が制限値を上回る場合に、その速度差の代わりに制限値を出力し、演算部CALが算出した速度差が制限値以下の場合に、その速度差をそのまま出力するように構成されている。制限値は、予め登録された値であってもよく、動的に算出される値であってもよい。
[0228]
 流量指令生成部F14は、メインポンプ14から走行用油圧モータ2Mに供給される作動油の流量に関する指令を生成するように構成されている。本例では、流量指令生成部F14は、速度制限部F13が出力する速度差に基づいて流量指令を生成する。基本的には、流量指令生成部F14は、その速度差が大きいほど大きい流量指令を生成するように構成されてよい。また、流量指令生成部F14は、演算部CALが算出した速度差を零に近づける流量指令を生成するように構成されてよい。
[0229]
 流量指令生成部F14が生成する流量指令は、比例弁31,33に対する電流指令である。比例弁31,33は、その電流指令に応じて動作し、制御弁171のパイロットポートに作用するパイロット圧を変化させる。そのため、左走行用油圧モータ2MLに流入する作動油の流量は、流量指令生成部F14が生成した流量指令に対応する流量となるように調整される。また、比例弁31,33は、その電流指令に応じて動作し、制御弁172のパイロットポートに作用するパイロット圧を変化させる。そのため、右走行用油圧モータ2MRに流入する作動油の流量は、流量指令生成部F14が生成した流量指令に対応する流量となるように調整される。その結果、ショベル100の走行速度は、移動指令生成部F11が生成した速度指令に対応する走行速度となるように調整される。ショベル100の走行速度は、走行方向を含む概念である。ショベル100の走行方向は、左走行用油圧モータ2MLの回転速度及び回転方向と、右走行用油圧モータ2MRの回転速度及び回転方向とに基づき決定されるからである。
[0230]
 尚、本例では、流量指令生成部F14が生成する流量指令が比例弁31,33へ出力される事例が示されたが、コントローラ30は、この構成に限られない。例えば、通常、ショベル100の走行動作の際、ブームシリンダ7等の、走行用油圧モータ2M以外の他のアクチュエータは動作されない。そのため、流量指令生成部F14が生成する流量指令は、メインポンプ14のレギュレータ13へ出力されてもよい。この場合、コントローラ30は、メインポンプ14の吐出量を制御することで、ショベル100の走行動作を制御することができる。そして、コントローラ30は、左レギュレータ13L及び右レギュレータ13Rのそれぞれを制御することで、即ち、左メインポンプ14L及び右メインポンプ14Rのそれぞれの吐出量を制御することで、ショベル100の操舵を制御してもよい。更に、コントローラ30は、左走行用油圧モータ2ML及び右走行用油圧モータ2MRのそれぞれへの作動油の供給量を比例弁31により制御して走行動作の操舵を制御し、レギュレータ13を制御することで走行速度を制御してもよい。
[0231]
 このように、コントローラ30は、適宜、ショベル100に中間目標位置での作業を行わせながら、現在位置から作業終了目標位置までの間でショベル100の自律走行を実現させることができる。
[0232]
 Att目標軌道更新部F15は、アタッチメントの先端部、即ち、バケット6の作業部位(例えば、爪先)の目標軌道を生成するように構成されている。具体的には、Att目標軌道更新部F15は、ショベル100の自律走行に伴う移動ごとに、移動後のショベル100の位置(中間目標位置)やその位置から見た目標施工面の相対的な形状等に合わせて、バケット6の作業部位の目標軌道を更新してよい。例えば、Att目標軌道更新部F15は、目標施工面の形状、ショベル100の現在位置、及び物体検知部F10の出力(物体データ)等に基づき、バケット6の爪先が辿るべき軌道を目標軌道として生成してよい。
[0233]
 現在爪先位置算出部F16は、バケット6の現在の爪先位置を算出するように構成されている。本例では、現在爪先位置算出部F16は、姿勢検出部F6の出力(例えば、ブーム角度β 、アーム角度β 、バケット角度β 、及び旋回角度α )及び位置検出部F8の出力(ショベル100の現在位置)に基づき、バケット6の爪先の座標点を現在の爪先位置として算出してよい。現在爪先位置算出部F16は、現在の爪先位置を算出する際に、機体傾斜センサS4の出力を利用してもよい。
[0234]
 次爪先位置算出部F17は、バケット6の爪先の目標軌道上において、目標となる次の爪先位置を算出するように構成されている。本例では、次爪先位置算出部F17は、自律運転機能に対応する操作指令の内容と、Att目標軌道更新部F15が生成した目標軌道と、現在爪先位置算出部F16が算出した現在の爪先位置とに基づき、所定時間後の爪先位置を目標爪先位置として算出する。
[0235]
 次爪先位置算出部F17は、現在の爪先位置とバケット6の爪先の目標軌道との間の乖離が許容範囲内に収まっているか否かを判定してもよい。本例では、次爪先位置算出部F17は、現在の爪先位置とバケット6の爪先の目標軌道との間の距離が所定値以下であるか否かを判定する。そして、次爪先位置算出部F17は、その距離が所定値以下である場合、乖離が許容範囲内に収まっていると判定し、目標爪先位置を算出する。一方で、次爪先位置算出部F17は、その距離が所定値を上回っている場合、乖離が許容範囲内に収まっていないと判定し、自律運転機能に対応する操作指令とは無関係に、アクチュエータの動きを減速させ或いは停止させるようにする。これにより、コントローラ30は、爪先位置が目標軌道から逸脱した状態で、自律制御の実行が継続されてしまうのを防止できる。
[0236]
 爪先速度指令値生成部F18は、爪先の速度に関する指令値を生成するように構成されている。本例では、爪先速度指令値生成部F18は、現在爪先位置算出部F16が算出した現在の爪先位置と、次爪先位置算出部F17が算出した次の爪先位置とに基づき、所定時間で現在の爪先位置を次の爪先位置に移動させるために必要な爪先の速度を爪先の速度に関する指令値として算出する。
[0237]
 爪先速度指令値制限部F19は、爪先の速度に関する指令値を制限するように構成されている。本例では、爪先速度指令値制限部F19は、現在爪先位置算出部F16が算出した現在の爪先位置と物体検知部F10の出力とに基づき、バケット6の爪先と所定の物体(例えば、ダンプトラック等)との間の距離が所定値未満であると判定した場合、爪先の速度に関する指令値を所定の上限値で制限する。これにより、コントローラ30は、爪先がダンプトラック等に接近したときに爪先の速度を減速させることができる。
[0238]
 指令値算出部F20は、アクチュエータを動作させるための指令値を算出するように構成されている。本例では、指令値算出部F20は、現在の爪先位置を目標爪先位置に移動させるために、次爪先位置算出部F17が算出した目標爪先位置に基づき、ブーム角度β に関する指令値β 1r、アーム角度β に関する指令値β 2r、バケット角度β に関する指令値β 3r、及び旋回角度α に関する指令値α 1rを算出する。
[0239]
 ブーム電流指令生成部F21、アーム電流指令生成部F31、バケット電流指令生成部F41、及び旋回電流指令生成部F51は、比例弁31,33に対して出力される電流指令を生成するように構成されている。本例では、ブーム電流指令生成部F21は、制御弁175に対応する比例弁31に対してブーム電流指令を出力する。また、アーム電流指令生成部F31は、制御弁176に対応する比例弁31に対してアーム電流指令を出力する。また、バケット電流指令生成部F41は、制御弁174に対応する比例弁31に対してバケット電流指令を出力する。また、旋回電流指令生成部F51は、制御弁173に対応する比例弁31に対して旋回電流指令を出力する。また、ブーム電流指令生成部F21、アーム電流指令生成部F31、バケット電流指令生成部F41、及び旋回電流指令生成部F51は、操作装置26から出力されるパイロット圧を減圧させる減圧指令を比例弁33に出力してよい。
[0240]
 ブームスプール変位量算出部F22、アームスプール変位量算出部F32、バケットスプール変位量算出部F42、及び旋回スプール変位量算出部F52は、スプール弁を構成するスプールの変位量を算出するように構成されている。本例では、ブームスプール変位量算出部F22は、ブームスプール変位センサS7の出力に基づき、ブームシリンダ7に関する制御弁175を構成するブームスプールの変位量を算出する。アームスプール変位量算出部F32は、アームスプール変位センサS8の出力に基づき、アームシリンダ8に関する制御弁176を構成するアームスプールの変位量を算出する。バケットスプール変位量算出部F42は、バケットスプール変位センサS9の出力に基づき、バケットシリンダ9に関する制御弁174を構成するバケットスプールの変位量を算出する。旋回スプール変位量算出部F52は、旋回スプール変位センサS2Aの出力に基づき、旋回用油圧モータ2Aに関する制御弁173を構成する旋回スプールの変位量を算出する。
[0241]
 ブーム角度算出部F23、アーム角度算出部F33、バケット角度算出部F43、及び旋回角度算出部F53は、ブーム4、アーム5、バケット6、及び上部旋回体3の回動角度(姿勢角度)を算出するように構成されている。本例では、ブーム角度算出部F23は、ブーム角度センサS1の出力に基づき、ブーム角度β を算出する。アーム角度算出部F33は、アーム角度センサS2の出力に基づき、アーム角度β を算出する。バケット角度算出部F43は、バケット角度センサS3の出力に基づき、バケット角度β を算出する。旋回角度算出部F53は、旋回状態センサS5の出力に基づき、旋回角度α を算出する。即ち、ブーム角度算出部F23、アーム角度算出部F33、バケット角度算出部F43、及び旋回角度算出部F53は、姿勢検出部F6に含まれ、その算出結果(ブーム角度β 、アーム角度β 、バケット角度β 、及び旋回角度α )を現在爪先位置算出部F16に出力してよい。
[0242]
 ブーム電流指令生成部F21は、基本的に、指令値算出部F20が生成した指令値β 1rとブーム角度算出部F23が算出したブーム角度β との差がゼロになるように、比例弁31に対するブーム電流指令を生成する。その際に、ブーム電流指令生成部F21は、ブーム電流指令から導き出される目標ブームスプール変位量とブームスプール変位量算出部F22が算出したブームスプール変位量との差がゼロになるように、ブーム電流指令を調節する。そして、ブーム電流指令生成部F21は、その調節後のブーム電流指令を制御弁175に対応する比例弁31に対して出力する。
[0243]
 制御弁175に対応する比例弁31(図4Cの比例弁31CL、31CR)は、ブーム電流指令に応じて開口面積を変化させ、その開口面積の大きさに対応する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。制御弁175は、パイロット圧に応じてブームスプールを移動させ、ブームシリンダ7に作動油を流入させる。ブームスプール変位センサS7は、ブームスプールの変位を検出し、その検出結果をコントローラ30のブームスプール変位量算出部F22にフィードバックする。ブームシリンダ7は、作動油の流入に応じて伸縮し、ブーム4を上下動させる。ブーム角度センサS1は、上下動するブーム4の回動角度を検出し、その検出結果をコントローラ30のブーム角度算出部F23にフィードバックする。ブーム角度算出部F23は、算出したブーム角度β をブーム電流指令生成部F21にフィードバックする。
[0244]
 アーム電流指令生成部F31は、基本的に、指令値算出部F20が生成した指令値β 2rとアーム角度算出部F33が算出したアーム角度β との差がゼロになるように、比例弁31に対するアーム電流指令を生成する。その際に、アーム電流指令生成部F31は、アーム電流指令から導き出される目標アームスプール変位量とアームスプール変位量算出部F32が算出したアームスプール変位量との差がゼロになるように、アーム電流指令を調節する。そして、アーム電流指令生成部F31は、その調節後のアーム電流指令を制御弁176に対応する比例弁31に対して出力する。
[0245]
 制御弁176に対応する比例弁31は、アーム電流指令に応じて開口面積を変化させ、その開口面積の大きさに対応する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。制御弁176は、パイロット圧に応じてアームスプールを移動させ、アームシリンダ8に作動油を流入させる。アームスプール変位センサS8は、アームスプールの変位を検出し、その検出結果をコントローラ30のアームスプール変位量算出部F32にフィードバックする。アームシリンダ8は、作動油の流入に応じて伸縮し、アーム5を開閉させる。アーム角度センサS2は、開閉するアーム5の回動角度を検出し、その検出結果をコントローラ30のアーム角度算出部F33にフィードバックする。アーム角度算出部F33は、算出したアーム角度β をアーム電流指令生成部F31にフィードバックする。
[0246]
 バケット電流指令生成部F41は、基本的に、指令値算出部F20が生成した指令値β 3rとバケット角度算出部F43が算出したバケット角度β との差がゼロになるように、制御弁174に対応する比例弁31に対するバケット電流指令を生成する。その際に、バケット電流指令生成部F41は、バケット電流指令から導き出される目標バケットスプール変位量とバケットスプール変位量算出部F42が算出したバケットスプール変位量との差がゼロになるように、バケット電流指令を調節する。そして、バケット電流指令生成部F41は、その調節後のバケット電流指令を制御弁174に対応する比例弁31に対して出力する。
[0247]
 制御弁174に対応する比例弁31(図4Dの比例弁31DL、31DR)は、バケット電流指令に応じて開口面積を変化させ、その開口面積の大きさに対応する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。制御弁174は、パイロット圧に応じてバケットスプールを移動させ、バケットシリンダ9に作動油を流入させる。バケットスプール変位センサS9は、バケットスプールの変位を検出し、その検出結果をコントローラ30のバケットスプール変位量算出部F42にフィードバックする。バケットシリンダ9は、作動油の流入に応じて伸縮し、バケット6を開閉させる。バケット角度センサS3は、開閉するバケット6の回動角度を検出し、その検出結果をコントローラ30のバケット角度算出部F43にフィードバックする。バケット角度算出部F43は、算出したバケット角度β をバケット電流指令生成部F41にフィードバックする。
[0248]
 旋回電流指令生成部F51は、基本的に、指令値算出部F20が生成した指令値α 1rと旋回角度算出部F53が算出した旋回角度α との差がゼロになるように、制御弁173に対応する比例弁31に対する旋回電流指令を生成する。その際に、旋回電流指令生成部F51は、旋回電流指令から導き出される目標旋回スプール変位量と旋回スプール変位量算出部F52が算出した旋回スプール変位量との差がゼロになるように、旋回電流指令を調節する。そして、旋回電流指令生成部F51は、その調節後の旋回電流指令を制御弁173に対応する比例弁31に対して出力する。
[0249]
 制御弁173に対応する比例弁31(図4Bの比例弁31BL、31BR)は、旋回電流指令に応じて開口面積を変化させ、その開口面積の大きさに対応する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。制御弁173は、パイロット圧に応じて旋回スプールを移動させ、旋回用油圧モータ2Aに作動油を流入させる。旋回スプール変位センサS2Aは、旋回スプールの変位を検出し、その検出結果をコントローラ30の旋回スプール変位量算出部F52にフィードバックする。旋回用油圧モータ2Aは、作動油の流入に応じて回転し、上部旋回体3を旋回させる。旋回状態センサS5は、上部旋回体3の旋回角度を検出し、その検出結果をコントローラ30の旋回角度算出部F53にフィードバックする。旋回角度算出部F53は、算出した旋回角度α を旋回電流指令生成部F51にフィードバックする。
[0250]
 このように、コントローラ30は、作業体ごとに、3段のフィードバックループを構成している。即ち、コントローラ30は、スプール変位量に関するフィードバックループ、作業体の回動角度に関するフィードバックループ、及び、爪先位置に関するフィードバックループを構成している。そのため、コントローラ30は、バケット6の作業部位(例えば、爪先)の動きを高精度に制御し、それぞれの中間目標位置における所定の作業(例えば、目標施工面としての法面の施工作業)をショベル100に行わせる自律運転機能を実現することができる。
[0251]
 次に、図14を参照して、施工システムSYSについて説明する。図14は、施工システムSYSの一例を示す概略図である。図14に示すように、施工システムSYSは、ショベル100と、支援装置200と、管理装置300とを含む。施工システムSYSは、1台又は複数台のショベル100による施工を支援できるように構成されている。
[0252]
 ショベル100が取得する情報は、施工システムSYSを通じ、管理者及び他のショベルのオペレータ等と共有されてもよい。施工システムSYSを構成するショベル100、支援装置200、及び管理装置300のそれぞれは、1台であってもよく、複数台であってもよい。本例では、施工システム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。
[0253]
 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ラップトップ型のコンピュータ端末、タブレット端末、或いはスマートフォン等である。支援装置200は、ショベル100のオペレータが携帯する携帯端末であってもよい。支援装置200は、固定端末装置であってもよい。
[0254]
 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(いわゆるクラウドサーバ)である。また、管理装置300は、例えば、施工現場に設定されるエッジサーバであってもよい。また、管理装置300は、可搬性の端末装置(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、或いはスマートフォン等の携帯端末)であってもよい。
[0255]
 支援装置200及び管理装置300の少なくとも一方は、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、支援装置200や管理装置300を利用するオペレータは、遠隔操作用の操作装置を用いつつ、ショベル100を操作してもよい。遠隔操作用の操作装置は、例えば、近距離無線通信網、携帯電話通信網、又は衛星通信網等の無線通信網を通じ、ショベル100に搭載されているコントローラ30に通信可能に接続される。
[0256]
 また、キャビン10内に設置された表示装置40に表示される各種情報画像(例えば、ショベル100の周囲の様子を表す画像情報や各種の設定画面等)が、支援装置200及び管理装置300の少なくとも一方に接続された表示装置で表示されてもよい。ショベル100の周囲の様子を表す画像情報は、撮像装置(カメラS6)の撮像画像に基づき生成されてよい。これにより、支援装置200を利用する作業者、或いは、管理装置300を利用する管理者等は、ショベル100の周囲の様子を確認しながら、ショベル100の遠隔操作を行ったり、ショベル100に関する各種の設定を行ったりすることができる。
[0257]
 例えば、施工システムSYSにおいて、ショベル100のコントローラ30は、自律走行スイッチが押されたときの時刻及び場所、ショベル100を自律的に移動させる際(自律走行の際)に利用された目標ルート、並びに、自律走行の際に所定部位が実際に辿った軌跡等の少なくとも1つに関する情報を支援装置200及び管理装置300の少なくとも一方に送信してもよい。その際、コントローラ30は、撮像装置(カメラS6)等の空間認識装置の出力(例えば、撮像装置(カメラS6)の撮像画像)を支援装置200及び管理装置300の少なくとも一方に送信してもよい。撮像画像は、自律走行中に撮像された複数の画像であってもよい。更に、コントローラ30は、自律走行中におけるショベル100の動作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及び管理装置300の少なくとも一方に送信してもよい。これにより、支援装置200を利用する作業者、又は、管理装置300を利用する管理者は、自律走行中のショベル100に関する情報を入手することができる。
[0258]
 このようにして、支援装置200又は管理装置300において、ショベル100の監視範囲外における監視対象の種類及び位置が時系列的に記憶部に記憶される。ここで、支援装置200又は管理装置300において記憶される対象物(情報)は、ショベル100の監視範囲外であり、他のショベルの監視範囲内における監視対象の種類及び位置であってもよい。
[0259]
 このように、施工システムSYSは、自律走行中に取得されるショベル100に関する情報を管理者及び他のショベルのオペレータ等と共有できるようにする。
[0260]
 なお、図14に示すように、ショベル100に搭載されている通信装置T1は、無線通信を介し、遠隔操作室RCに設置された通信装置T2との間で情報を送受信するように構成されていてもよい。図14に示す例では、通信装置T1と通信装置T2とは、第5世代移動通信回線(5G回線)、LTE回線、又は衛星回線等を介して情報を送受信するように構成されている。
[0261]
 遠隔操作室RCには、遠隔コントローラ30A、音出力装置A2、室内撮像装置C2、表示装置D1、及び通信装置T2等が設置されている。また、遠隔操作室RCには、ショベル100を遠隔操作する操作者OPが座る運転席DTが設置されている。
[0262]
 遠隔コントローラ30Aは、各種演算を実行する演算装置である。本実施形態では、遠隔コントローラ30Aは、コントローラ30と同様、CPU及びメモリを含むマイクロコンピュータで構成されている。そして、遠隔コントローラ30Aの各種機能は、CPUがメモリに格納されたプログラムを実行することで実現される。
[0263]
 音出力装置A2は、音を出力するように構成されている。本実施形態では、音出力装置A2は、スピーカであり、ショベル100に取り付けられている集音装置(図示せず。)が集めた音を再生するように構成されている。
[0264]
 室内撮像装置C2は、遠隔操作室RC内を撮像するように構成されている。本実施形態では、室内撮像装置C2は、遠隔操作室RCの内部に設置されたカメラであり、運転席DTに着座する操作者OPを撮像するように構成されている。
[0265]
 通信装置T2は、ショベル100に取り付けられた通信装置T1との無線通信を制御するように構成されている。
[0266]
 本実施形態では、運転席DTは、通常のショベルのキャビン内に設置される運転席と同様の構造を有する。具体的には、運転席DTの左側には左コンソールボックスが配置され、運転席DTの右側には右コンソールボックスが配置されている。そして、左コンソールボックスの上面前端には左操作レバーが配置され、右コンソールボックスの上面前端には右操作レバーが配置されている。また、運転席DTの前方には、走行レバー及び走行ペダルが配置されている。更に、右コンソールボックスの上面中央部には、ダイヤル75が配置されている。左操作レバー、右操作レバー、走行レバー、走行ペダル、及びダイヤル75のそれぞれは、操作装置26Aを構成している。
[0267]
 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り、例えばエンジン回転数を4段階で切り換えできるように構成されている。
[0268]
 具体的には、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の切り換えができるように構成されている。ダイヤル75は、エンジン回転数の設定に関するデータをコントローラ30に送信する。
[0269]
 SPモードは、操作者OPが作業量を優先させ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、操作者OPが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、操作者OPが燃費を優先させながら低騒音でショベル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、操作者OPがエンジン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。そして、エンジン11は、ダイヤル75を介して選択された回転数モードのエンジン回転数で一定に回転数制御される。
[0270]
 操作装置26Aには、操作装置26Aの操作内容を検出するための操作センサ29Aが設置されている。操作センサ29Aは、例えば、操作レバーの傾斜角度を検出する傾斜センサ、又は、操作レバーの揺動軸回りの揺動角度を検出する角度センサ等である。操作センサ29Aは、圧力センサ、電流センサ、電圧センサ、又は距離センサ等の他のセンサで構成されていてもよい。操作センサ29Aは、検出した操作装置26Aの操作内容に関する情報を遠隔コントローラ30Aに対して出力する。遠隔コントローラ30Aは、受信した情報に基づいて操作信号を生成し、生成した操作信号をショベル100に向けて送信する。操作センサ29Aは、操作信号を生成するように構成されていてもよい。この場合、操作センサ29Aは、遠隔コントローラ30Aを経由せずに、操作信号を通信装置T2に出力してもよい。
[0271]
 表示装置D1は、ショベル100の周囲の状況に関する情報を表示するように構成されている。本実施形態では、表示装置D1は、縦3段、横3列の9つのモニタで構成されるマルチディスプレイであり、ショベル100の前方、左方、及び右方の空間の様子を表示できるように構成されている。各モニタは、液晶モニタ又は有機ELモニタ等である。但し、表示装置D1は、1又は複数の曲面モニタで構成されていてもよく、プロジェクタで構成されていてもよい。
[0272]
 表示装置D1は、操作者OPが着用可能な表示装置であってもよい。例えば、表示装置D1は、ヘッドマウントディスプレイであり、無線通信によって、遠隔コントローラ30Aとの間で情報を送受信できるように構成されていてもよい。ヘッドマウントディスプレイは、遠隔コントローラに有線接続されていてもよい。ヘッドマウントディスプレイは、透過型ヘッドマウントディスプレイであってもよく、非透過型ヘッドマウントディスプレイであってもよい。ヘッドマウントディスプレイは、片眼型ヘッドマウントディスプレイであってもよく、両眼型ヘッドマウントディスプレイであってもよい。
[0273]
 表示装置D1は、遠隔操作室RCにいる操作者OPがショベル100の周囲を視認できるようにする画像を表示するように構成されている。すなわち、表示装置D1は、操作者が遠隔操作室RCにいるにもかかわらず、あたかもショベル100のキャビン10内にいるかのように、ショベル100の周囲の状況を確認することができるように、画像を表示する。
[0274]
 次に、図15を参照し、施工システムSYSの別の構成例について説明する。図15に示す例では、施工システムSYSは、ショベル100による施工を支援するように構成されている。具体的には、施工システムSYSは、ショベル100と通信を行う通信装置CD及び制御装置CTRを有する。制御装置CTRは、下部走行体1の移動に関する所定の条件を設定し、その条件が満たされたときに、下部走行体1の移動の停止に関する情報を、通信装置CDを介して、ショベル100へ出力するように構成されている。
[0275]
 また、制御装置CRは、下部走行体1の移動に関する所定の条件を設定し、その条件が満たされたときに、走行用油圧モータ2Mを制御して下部走行体1の移動を停止させるように、下部走行体1の移動の停止に関する情報を、通信装置CDを介して、ショベル100へ出力するように構成されていてもよい。
[0276]
 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に旋回可能に搭載される上部旋回体3と、上部旋回体3に取り付けられるアタッチメントと、上部旋回体3に搭載される制御装置としてのコントローラ30と、を備えている。そして、コントローラ30は、例えば、下部走行体1の移動に関する所定の条件を設定し、その条件が満たされたときに、下部走行体1の移動の停止に関する情報を報知するように構成されている。また、コントローラ30は、下部走行体1の移動に関する所定の条件を設定し、その条件が満たされたときに、走行用油圧モータ2Mを制御して下部走行体1の移動を停止させるように構成されている。
[0277]
 この構成により、ショベル100は、法面形成作業又は水平均し作業等の仕上げ作業が行われる際のショベル100の移動を支援できる。ショベル100は、例えば図8に示すように、法面掘削作業が行われる際に、今回のストロークで法面バケット6Aが接触する斜面範囲と前回のストロークで法面バケット6Aが接触した斜面範囲とが所定の幅W2だけ重複するように上部旋回体3を位置決めできる。そのため、ショベル100は、図9A~図9Dを参照して説明したように、法面バケット6Aから溢れ出た土砂が既に完成した斜面範囲である範囲CS上に積もってしまうのを防止できる。この場合、操作者は、範囲CS上に積もった土砂を取り除くために、ショベル100を-X側に移動させた上で掘削アタッチメントの追加的なストロークを行う必要もない。その結果、ショベル100は、法面形成作業の作業効率を高めることができる。
[0278]
 上述の条件は、例えば、下部走行体1が所定距離だけ移動したこと、を含んでいてもよい。この場合、所定距離は、移動前の法面バケット6Aの所定部位と移動後の法面バケット6Aの所定部位との間の距離、又は、移動前の上部旋回体3の所定部位と移動後の上部旋回体3の所定部位との間の距離に基づいて決定されてもよい。また、決定された所定距離は、図8に示すような仮想平面PSの配置を決定するために利用されてもよい。
[0279]
 所定距離は、典型的には、法面バケット6A等のエンドアタッチメントの幅より小さい。この構成により、ショベル100は、今回のストロークで法面バケット6Aが接触する斜面範囲と前回のストロークで法面バケット6Aが接触した斜面範囲とを確実に重複させることができる。
[0280]
 所定距離は、望ましくは、図8に示すように、下部走行体1を移動させる直前に掘削アタッチメントによる作業が行われた第1範囲としての範囲CS2と、下部走行体1を移動させた直後に掘削アタッチメントによる作業が行われた第2範囲としての範囲CS1とが重複するように決定される。そして、第2範囲としての範囲CS1は、望ましくは、下部走行体1を移動させた直後の掘削アタッチメントによる作業が開始されてから終了するまで、第1範囲としての範囲CS2と重複する。すなわち、所定距離は、範囲CS1と範囲CS2とが法肩TSから法尻FSまでの法足の全長にわたって重複するように決定される。但し、所定距離は、範囲CS1と範囲CS2とが、法足の前半部分又は後半部分等、法足の全長ではなく一部のみで重複するように決定されてもよい。
[0281]
 第1範囲としての範囲CS2と第2範囲としての範囲CS1とが重複する範囲DS1は、典型的には、下部走行体1を移動させた直後の掘削アタッチメントによる作業によって法面バケット6Aに取り込まれる土砂の体積が大きいほど大きくなるように設定される。範囲DS1が小さいほど、範囲NSで新たに掘削される範囲の幅が大きくなり、法面バケット6Aに取り込まれる土砂の体積も大きくなるためである。そして、法面バケット6Aに取り込まれる土砂の体積が法面バケット6Aの容量を超えると、法面バケット6Aから溢れ出た土砂が範囲CS2上に残ってしまうためである。
[0282]
 上記体積は、望ましくは、目標施工面に関するデータと、現在の地表面ESに関するデータと、法面バケット6Aのサイズに関するデータと、作業開始位置から作業終了位置までの距離に関するデータと、に基づいて算出される。この場合、所定距離は、望ましくは、この体積に基づいて決定される。
[0283]
 下部走行体1の移動中、コントローラ30は、望ましくは、上部旋回体3を目標施工面に正対させる制御を実行するように構成されている。
[0284]
 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。
[0285]
 例えば、上述の実施形態では、コントローラ30は、旋回用油圧モータ2Aを自動的に動作させることで上部旋回体3を目標施工面に正対させるようにしている。但し、コントローラ30は、旋回用電動発電機を自動的に動作させることで上部旋回体3を目標施工面に正対させるようにしてもよい。
[0286]
 本願は、2019年3月28日に出願した日本国特許出願2019-065020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

[0287]
 1・・・下部走行体 2・・・旋回機構 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 2A・・・旋回用油圧モータ 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 13・・・レギュレータ 13L・・・左レギュレータ 13R・・・右レギュレータ 14・・・メインポンプ 14L・・・左メインポンプ 14R・・・右メインポンプ 15・・・パイロットポンプ 17・・・コントロールバルブ 18L・・・左絞り 18R・・・右絞り 19L・・・左制御圧センサ 19R・・・右制御圧センサ 26、26A・・・操作装置 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、28L、28R・・・吐出圧センサ 29、29DL、29DR、29LA、29LB、29RA、29RB・・・操作圧センサ 29A・・・操作センサ 30・・・コントローラ 30A・・・遠隔コントローラ 31、31AL、31AR、31BL、31BR、31CL、31CR、31DL、31DR、31EL、31ER、31FL、31FR・・・比例弁 32、32AL、32AR、32BL、32BR、32CL、32CR、32DL、32DR、32EL、32ER、32FL、32FR・・・シャトル弁 33、33BL、33BR、33EL、33ER、33FL、33FR・・・比例弁 40・・・表示装置 40C・・・センターバイパス管路 42・・・入力装置 42C・・・パラレル管路 43・・・音声出力装置 47・・・記憶装置 50・・・マシンガイダンス装置 51・・・位置算出部 52・・・距離算出部 53・・・情報伝達部 54・・・自動制御部 55・・・旋回角度算出部 56・・・相対角度算出部 75・・・ダイヤル 100・・・ショベル 171~174、175L、175R、176L、176R・・・制御弁 200・・・支援装置 300・・・管理装置 A2・・・音出力装置 AF・・・アタッチメント稼動面 BS・・・上り法面 C2・・・室内撮像装置 CB・・・円筒体 CD・・・通信装置 CP・・・ショベル中心点 CS、DS、NS・・・範囲 CTR・・・制御装置 D1・・・表示装置 DT・・・運転席 ES・・・地表面 MT1、MT2・・・土砂 OP・・・操作者 P1・・・測位装置 PS・・・仮想平面 RC・・・遠隔操作室 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 S6・・・カメラ S6B・・・後カメラ S6F・・・前カメラ S6L・・・左カメラ S6R・・・右カメラ S7・・・空間認識装置 SF・・・旋回平面 SW・・・スイッチ SYS・・・施工システム T1、T2・・・通信装置

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可能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るアタッチメントと、
 前記上部旋回体に搭載される制御装置と、を備え、
 前記制御装置は、前記下部走行体の移動に関する所定の条件を設定し、該条件が満たされたときに、前記下部走行体の移動の停止に関する情報を報知するように構成されている、
 ショベル。
[請求項2]
 下部走行体と、
 前記下部走行体を移動させる走行用油圧モータと、
 前記下部走行体に旋回可能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るアタッチメントと、
 前記上部旋回体に搭載される制御装置と、を備え、
 前記制御装置は、前記下部走行体の移動に関する所定の条件を設定し、該条件が満たされたときに、前記走行用油圧モータを制御して前記下部走行体の移動を停止させるように構成されている、
 ショベル。
[請求項3]
 前記条件は、前記下部走行体が所定距離だけ移動したことを含み、
 前記所定距離は、移動前のエンドアタッチメントの所定部位と移動後の前記エンドアタッチメントの所定部位との間の距離、又は、移動前の前記上部旋回体の所定部位と移動後の前記上部旋回体の所定部位との間の距離に基づいて決定される、
 請求項1に記載のショベル。
[請求項4]
 前記所定距離は、前記エンドアタッチメントの幅より小さい、
 請求項3に記載のショベル。
[請求項5]
 前記所定距離は、前記下部走行体を移動させる直前に前記アタッチメントによる作業が行われた第1範囲と、前記下部走行体を移動させた直後に前記アタッチメントによる作業が行われた第2範囲とが重複するように決定される、
 請求項3に記載のショベル。
[請求項6]
 前記第2範囲は、前記下部走行体を移動させた直後の前記アタッチメントによる作業が開始されてから終了するまで、前記第1範囲と重複する、
 請求項5に記載のショベル。
[請求項7]
 前記第1範囲と前記第2範囲とが重複する範囲は、前記下部走行体を移動させた直後の前記アタッチメントによる作業によって前記エンドアタッチメントに取り込まれる土砂の体積が大きいほど大きい、
 請求項5に記載のショベル。
[請求項8]
 前記体積は、目標施工面に関するデータと、現在の地表面に関するデータと、前記エンドアタッチメントのサイズに関するデータと、作業開始位置から作業終了位置までの距離に関するデータと、に基づいて算出される、
 請求項7に記載のショベル。
[請求項9]
 前記所定距離は、前記体積に基づいて決定される、
 請求項7に記載のショベル。
[請求項10]
 前記下部走行体の移動中、前記制御装置は、前記上部旋回体を目標施工面に正対させる制御を実行するように構成されている、
 請求項1に記載のショベル。
[請求項11]
 下部走行体と、前記下部走行体に旋回可能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るアタッチメントと、前記上部旋回体に搭載される制御装置とを備えるショベルによる施工を支援する施工システムであって、
 ショベルと通信を行う通信装置と、
 制御装置と、を有し、
 前記制御装置は、前記下部走行体の移動に関する所定の条件を設定し、該条件が満たされたときに、前記下部走行体の移動の停止に関する情報を、前記通信装置を介して、ショベルへ出力する、
 施工システム。
[請求項12]
 下部走行体と、前記下部走行体を移動させる走行用油圧モータと、前記下部走行体に旋回可能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るアタッチメントとを備えるショベルによる施工を支援する施工システムであって、
 ショベルと通信を行う通信装置と、
 制御装置と、を有し、
 前記制御装置は、前記下部走行体の移動に関する所定の条件を設定し、該条件が満たされたときに、前記走行用油圧モータを制御して前記下部走行体の移動を停止させるように、前記下部走行体の移動の停止に関する情報を、前記通信装置を介して、ショベルへ出力する、
 施工システム。
[請求項13]
 前記条件は、前記下部走行体が所定距離だけ移動したことを含み、
 前記所定距離は、移動前のエンドアタッチメントの所定部位と移動後の前記エンドアタッチメントの所定部位との間の距離、又は、移動前の前記上部旋回体の所定部位と移動後の前記上部旋回体の所定部位との間の距離に基づいて決定される、
 請求項11に記載の施工システム。
[請求項14]
 前記所定距離は、前記エンドアタッチメントの幅より小さい、
 請求項13に記載の施工システム。

図面

[ 図 1]

[ 図 2]

[ 図 3]

[ 図 4A]

[ 図 4B]

[ 図 4C]

[ 図 4D]

[ 図 4E]

[ 図 4F]

[ 図 5]

[ 図 6]

[ 図 7A]

[ 図 7B]

[ 図 8]

[ 図 9A]

[ 図 9B]

[ 図 9C]

[ 図 9D]

[ 図 10]

[ 図 11]

[ 図 12]

[ 図 13A]

[ 図 13B]

[ 図 13C]

[ 図 14]

[ 図 15]