JP2024092244A - ショベル、ショベルの操作システム - Google Patents

Abstract

【課題】オペレータの違和感を低減させることを目的とする。【解決手段】マシンコントロール機能において、アタッチメントに含まれる複数の動作要素に対する複数の操作内容情報に基づき、前記複数の動作要素におけるマスタ要素とスレーブ要素とを選択する制御装置を有する、ショベルである。【選択図】図１

Description

本発明は、ショベル、ショベルの操作システムに関する。

従来から、バケットの爪先を設計面に沿って移動させる、マシンコントロール制御を行うショベルが知られている。

特開２０１３－２１７１３７号公報

従来の技術では、オペレータによるアームの操作に合わせて、バケットの爪先と設計面との距離に応じて、バケット刃先の設計面に対する相対速度が調整される。このため、従来のショベルでは、マシンコントロール制御を行う場合と、マシンコントロール制御を行わない場合と、ショベルの操作方法が異なり、オペレータに違和感を感じさせる可能性がある。

そこで、上記課題に鑑み、オペレータの違和感を低減させることを目的とする。

上記目的を達成するため、本開示の一実施形態に係るショベルは、マシンコントロール機能において、アタッチメントに含まれる複数の動作要素に対する複数の操作内容情報に基づき、前記複数の動作要素におけるマスタ要素とスレーブ要素とを選択する制御装置を有する、ショベルである。

上記目的を達成するため、本開示の一実施形態に係るショベルの操作システムは、ショベルと、前記ショベルと通信を行う情報処理装置と、を含むショベルの操作システムであって、前記ショベルの有するマシンコントロール機能において、アタッチメントに含まれる複数の動作要素に対する複数の操作内容情報に基づき、前記複数の動作要素におけるマスタ要素とスレーブ要素とを選択する制御装置を有する、ショベルの操作システムである。

オペレータの違和感を低減させることができる。

ショベルの側面図である。 ショベルの上面図である。 ショベルの油圧システムの構成の一例を示す図である。 アームシリンダの操作に関する油圧システム部分を抜き出した図である。 ブームシリンダの操作に関する油圧システム部分を抜き出した図である。 バケットシリンダの操作に関する油圧システム部分を抜き出した図である。 旋回油圧モータの操作に関する油圧システム部分を抜き出した図である。 ショベルのマシンガイダンス機能及びマシンコントロール機能に関する構成の一例を示すブロック図である。 ショベルの半自動運転機能に関する詳細な構成を示す第一の機能ブロック図である。 ショベルの半自動運転機能に関する詳細な構成を示す第二の機能ブロック図である。 ショベルのコントローラの処理を説明するフローチャートである。 コントローラの処理を説明する図である。 本実施形態の効果を説明する図である。 ショベルの操作システムについて説明する図である。

以下、図面を参照して実施形態について説明する。最初に、図１、図２を参照して、本実施形態に係るショベル１００の概要について説明する。

図１、図２は、それぞれ、本実施形態に係るショベル１００の上面図及び側面図である。

本実施形態に係るショベル１００は、下部走行体１と、旋回機構２を介して旋回自在に下部走行体１に搭載される上部旋回体３と、アタッチメントＡＴを構成するブーム４、アーム５、及び、バケット６と、キャビン１０を備える。

下部走行体１（走行体の一例）は、後述の如く、左右一対のクローラ１Ｃ、具体的には、左クローラ１ＣＬ及び右クローラ１ＣＲを含む。下部走行体１は、左クローラ１ＣＬ及び右クローラ１ＣＲが走行油圧モータ２Ｍ（２ＭＬ，２ＭＲ）でそれぞれ油圧駆動されることにより、ショベル１００を走行させる。

上部旋回体３（旋回体の一例）は、旋回油圧モータ２Ａで駆動されることにより、下部走行体１に対して旋回する。

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、エンドアタッチメントとしてのバケット６が上下回動可能に枢着される。ブーム４、アーム５、及びバケット６は、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。

なお、バケット６は、エンドアタッチメントの一例であり、アーム５の先端には、作業内容等に応じて、バケット６の代わりに、他のエンドアタッチメント、例えば、法面用バケット、浚渫用バケット、ブレーカ等が取り付けられてもよい。

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。

ショベル１００は、キャビン１０に搭乗するオペレータの操作に応じて、アクチュエータを動作させ、下部走行体１、上部旋回体３、ブーム４、アーム５、及びバケット６等の動作要素（被駆動要素）を駆動する。

また、ショベル１００は、キャビン１０のオペレータにより操作可能に構成されるのに代えて、或いは、加えて、所定の外部装置（例えば、支援装置や管理装置）のオペレータによって遠隔操作が可能に構成されてもよい。

この場合、ショベル１００は、例えば、後述の空間認識装置７０が出力する画像情報（撮影画像）を外部装置に送信する。また、後述するショベル１００の表示装置Ｄ１に表示される各種の情報画像（例えば、各種設定画面等）は、同様に、外部装置に設けられる表示装置にも表示されてよい。

これにより、オペレータは、例えば、外部装置に設けられる表示装置に表示される内容を確認しながら、ショベル１００を遠隔操作することができる。そして、ショベル１００は、外部装置から受信される、遠隔操作の内容を表す遠隔操作信号に応じて、アクチュエータを動作させ、下部走行体１、上部旋回体３、ブーム４、アーム５、及びバケット６等の動作要素を駆動してよい。

ショベル１００が遠隔操作される場合、キャビン１０の内部は、無人状態であってもよい。以下、オペレータの操作には、キャビン１０のオペレータの操作装置２６に対する操作、及び外部装置のオペレータの遠隔操作の少なくとも一方が含まれる前提で説明を進める。

また、ショベル１００は、オペレータの操作の内容に依らず、自動で油圧を動作させてもよい。これにより、ショベル１００は、下部走行体１、上部旋回体３、ブーム４、アーム５、及びバケット６等の動作要素の少なくとも一部を自動で動作させる機能（以下、「自動運転機能」或いは「マシンコントロール機能」）を実現する。

自動運転機能には、オペレータの操作装置２６に対する操作や遠隔操作に応じて、操作対象の動作要素（油圧アクチュエータ）以外の動作要素（油圧アクチュエータ）を自動で動作させる機能（いわゆる「半自動運転機能」）が含まれてよい。また、自動運転機能には、オペレータの操作装置２６に対する操作や遠隔操作がない前提で、複数の被駆動要素（油圧アクチュエータ）の少なくとも一部を自動で動作させる機能（いわゆる「完全自動運転機能」）が含まれてよい。

ショベル１００において、完全自動運転機能が有効な場合、キャビン１０の内部は無人状態であってよい。また、自動運転機能には、ショベル１００の周囲の作業者等の人のジェスチャをショベル１００が認識し、認識されるジェスチャの内容に応じて、複数の被駆動要素（油圧アクチュエータ）の少なくとも一部を自動で動作させる機能（「ジェスチャ操作機能」）が含まれてよい。

また、半自動運転機能や完全自動運転機能やジェスチャ操作機能には、自動運転の対象の動作要素（油圧アクチュエータ）の動作内容が予め規定されるルールに従って自動的に決定される態様が含まれてよい。また、半自動運転機能や完全自動運転機能やジェスチャ操作機能には、ショベル１００が自律的に各種の判断を行い、その判断結果に沿って、自律的に自動運転の対象の動作要素（油圧アクチュエータ）の動作内容が決定される態様（いわゆる「自律運転機能」）が含まれてもよい。

また、ショベル１００の制御システムは、コントローラ３０と、空間認識装置７０と、向き検出装置７１と、入力装置７２と、測位装置７３と、表示装置Ｄ１と、音声出力装置Ｄ２と、ブーム角度センサＳ１と、アーム角度センサＳ２と、バケット角度センサＳ３と、機体傾斜センサＳ４と、旋回状態センサＳ５とを含む。

コントローラ３０は、上述の如く、ショベル１００に関する制御を行う。

例えば、コントローラ３０は、オペレータ等の入力装置７２に対する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。

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の吐出流量を変化させる。

また、例えば、コントローラ３０は、操作装置２６が電気式である場合、上述の如く、比例弁３１を制御し、操作装置２６の操作内容に応じた油圧アクチュエータの動作を実現してよい。

また、例えば、コントローラ３０は、比例弁３１を用いて、ショベル１００の遠隔操作を実現してよい。

具体的には、コントローラ３０は、外部装置から受信される遠隔操作信号で指定される遠隔操作の内容に対応する制御指令を比例弁３１に出力してよい。そして、比例弁３１は、パイロットポンプ１５から供給される作動油を用いて、コントローラ３０からの制御指令に対応するパイロット圧を出力し、コントロールバルブユニット１７内の対応する制御弁のパイロットポートにそのパイロット圧を作用させてよい。これにより、遠隔操作の内容がコントロールバルブユニット１７の動作に反映され、油圧アクチュエータによって、遠隔操作の内容に沿った各種動作要素（被駆動要素）の動作が実現される。

また、例えば、コントローラ３０は、周辺監視機能に関する制御を行う。周辺監視機能では、空間認識装置７０で取得される情報に基づき、ショベル１００の周囲の所定範囲（以下、「監視範囲」）内への監視対象の物体の進入が監視される。監視範囲内への監視対象の物体の進入の判断処理は、空間認識装置７０によって行われてもよいし、空間認識装置７０の外部（例えば、コントローラ３０）によって行われてもよい。監視対象の物体には、例えば、人、トラック、他の建設機械、電柱、吊り荷、パイロン、建屋等が含まれてよい。

また、例えば、コントローラ３０は、物体検出報知機能に関する制御を行う。物体検出報知機能では、周辺監視機能によって、監視範囲内に監視対象の物体が存在すると判断される場合に、キャビン１０内のオペレータやショベル１００の周囲に対する監視対象の物体の存在が報知される。コントローラ３０は、例えば、表示装置Ｄ１や音声出力装置Ｄ２を用いて、物体検出報知機能を実現してよい。

また、例えば、コントローラ３０は、動作制限機能に関する制御を行う。動作制限機能では、例えば、周辺監視機能によって、監視対象内に監視対象の物体が存在すると判断される場合に、ショベル１００の動作を制限する。以下、監視対象の物体が人である場合を中心に説明する。

コントローラ３０は、例えば、アクチュエータが動作する前において、空間認識装置７０の取得情報に基づきショベル１００から所定範囲内（監視範囲内）に人等の監視対象の物体が存在すると判断される場合、オペレータが操作装置２６を操作しても、アクチュエータを動作不能、或いは、微速状態での動作に制限してよい。

具体的には、コントローラ３０は、監視範囲内に人が存在すると判断される場合、ゲートロック弁をロック状態にすることでアクチュエータを動作不能にすることができる。電気式の操作装置２６の場合には、コントローラ３０から操作用比例弁（比例弁３１）への信号を無効にすることで、アクチュエータを動作不能にすることができる。

他の方式の操作装置２６でも、コントローラ３０からの制御指令に対応するパイロット圧を出力し、コントロールバルブユニット１７内の対応する制御弁のパイロットポートにそのパイロット圧を作用させる操作用比例弁（比例弁３１）が用いられる場合には、同様である。

アクチュエータの動作を微速にしたい場合には、コントローラ３０から操作用比例弁（比例弁３１）への制御信号を相対的に小さいパイロット圧に対応する内容に制限することで、アクチュエータの動作を微速状態にすることができる。

このように、検出される監視対象の物体が監視範囲内に存在すると判断されると、操作装置２６が操作されてもアクチュエータは駆動されない、或いは、操作装置２６への操作入力に対応する動作速度よりも小さい動作速度（微速）で駆動される。さらに、ショベル１００では、オペレータが操作装置２６を操作している最中において、監視範囲内に人等の監視対象の物体が存在すると判断される場合には、オペレータの操作に関わらずアクチュエータの動作を停止、或いは、減速させてもよい。

具体的には、監視範囲内に人が存在すると判断される場合、ゲートロック弁をロック状態にすることでアクチュエータを停止させてよい。コントローラ３０からの制御指令に対応するパイロット圧を出力し、コントロールバルブ内の対応する制御弁のパイロットポートにそのパイロット圧を作用させる操作用比例弁（比例弁３１）が用いられる場合には、コントローラ３０から操作用比例弁（比例弁３１）への信号を無効にする、或いは、操作用比例弁（比例弁３１）に減速指令を出力することで、アクチュエータを動作不能、或いは、微速状態の動作に制限することができる。

また、検出された監視対象の物体がトラックの場合、アクチュエータの停止或いは減速に関する制御は実施されなくてもよい。例えば、検出されたトラックを回避するようにアクチュエータは制御されてよい。このように、検出された物体の種類が認識され、その認識に基づきアクチュエータは制御されてよい。

空間認識装置７０は、ショベル１００の周囲の三次元空間に存在する物体を認識し、空間認識装置７０或いはショベル１００から認識された物体までの距離等の位置関係を測定（演算）するように構成される。空間認識装置７０は、例えば、超音波センサ、ミリ波レーダ、単眼カメラ、ステレオカメラ、ＬＩＤＡＲ（Light Detecting and Ranging）、距離画像センサ、赤外線センサ等を含みうる。

本実施形態では、空間認識装置７０は、キャビン１０の上面前端に取り付けられた前方認識センサ７０Ｆ、上部旋回体３の上面後端に取り付けられた後方認識センサ７０Ｂ、上部旋回体３の上面左端に取り付けられた左方認識センサ７０Ｌ、及び、上部旋回体３の上面右端に取り付けられた右方認識センサ７０Ｒを含む。また、上部旋回体３の上方の空間に存在する物体を認識する上方認識センサがショベル１００に取り付けられていてもよい。

向き検出装置７１は、上部旋回体３の向きと下部走行体１の向きとの相対的な関係に関する情報（例えば、下部走行体１に対する上部旋回体３の旋回角度）を検出する。

向き検出装置７１は、例えば、下部走行体１に取り付けられた地磁気センサと上部旋回体３に取り付けられた地磁気センサの組み合わせを含んでよい。また、向き検出装置７１は、下部走行体１に取り付けられたＧＮＳＳ受信機と上部旋回体３に取り付けられたＧＮＳＳ受信機の組み合わせを含んでもよい。

また、向き検出装置７１は、上部旋回体３の下部走行体１に対する相対的な旋回角度を検出可能なロータリエンコーダ、ロータリポジションセンサ等、つまり、上述の旋回状態センサＳ５を含んでもよく、例えば、下部走行体１と上部旋回体３との間の相対回転を実現する旋回機構２に関連して設けられるセンタージョイントに取り付けられていてもよい。

また、向き検出装置７１は、上部旋回体３に取り付けられたカメラを含んでもよい。この場合、向き検出装置７１は、上部旋回体３に取り付けられているカメラが撮像した画像（入力画像）に既知の画像処理を施すことにより、入力画像に含まれる下部走行体１の画像を検出する。

そして、向き検出装置７１は、既知の画像認識技術を用いて、下部走行体１の画像を検出することで、下部走行体１の長手方向を特定し、上部旋回体３の前後軸の方向と下部走行体１の長手方向との間に形成される角度を導出してよい。このとき、上部旋回体３の前後軸の方向は、カメラの取り付け位置から導出されうる。特に、クローラ１Ｃは上部旋回体３から突出しているため、向き検出装置７１は、クローラ１Ｃの画像を検出することにより、下部走行体１の長手方向を特定することができる。

なお、上部旋回体３が旋回油圧モータ２Ａに代えて、電動機で旋回駆動される構成の場合、向き検出装置７１は、レゾルバであってよい。

入力装置７２は、キャビン１０内の着座したオペレータから手が届く範囲に設けられ、オペレータによる各種操作入力を受け付け、操作入力に応じた信号をコントローラ３０に出力する。例えば、入力装置７２は、各種情報画像を表示する表示装置のディスプレイに実装されるタッチパネルを含みうる。

また、例えば、入力装置７２は、表示装置Ｄ１の周囲に設置されるボタンスイッチ、レバー、トグル等を含みうる。また、入力装置７２は、操作装置２６に設けられるノブスイッチ（例えば、左操作レバー２６Ｌに設けられるスイッチＳＷ等）を含みうる。入力装置７２に対する操作内容に対応する信号は、コントローラ３０に取り込まれる。

スイッチＳＷは、例えば、左操作レバー２６Ｌの先端に設けられた押しボタンスイッチである。オペレータは、スイッチＳＷを押しながら左操作レバー２６Ｌを操作できる。また、スイッチ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。

測位装置７３は、上部旋回体３の位置及び向きを測定する。測位装置７３は、例えば、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）コンパスであり、上部旋回体３の位置及び向きを検出し、上部旋回体３の位置及び向きに対応する検出信号は、コントローラ３０に取り込まれる。また、測位装置７３の機能のうちの上部旋回体３の向きを検出する機能は、上部旋回体３に取り付けられた方位センサにより代替されてもよい。

表示装置Ｄ１は、キャビン１０内の着座したオペレータから視認し易い場所に設けられ、コントローラ３０による制御下で、各種情報画像を表示する。表示装置Ｄ１は、ＣＡＮ（Controller Area Network）等の車載通信ネットワークを介してコントローラ３０に接続されていてもよいし、一対一の専用線を介してコントローラ３０に接続されていてもよい。

音声出力装置Ｄ２は、例えば、キャビン１０内に設けられ、コントローラ３０と接続され、コントローラ３０による制御下で、音声を出力する。音声出力装置Ｄ２は、例えば、スピーカやブザー等である。音声出力装置Ｄ２は、コントローラ３０からの音声出力指令に応じて各種情報を音声出力する。

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θ_１」）、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、ジャイロセンサ（角速度センサ）、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。

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θ_２」）、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。

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θ_３」）、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。

機体傾斜センサＳ４は、水平面に対する機体（例えば、上部旋回体３）の傾斜状態を検出する。機体傾斜センサＳ４は、例えば、上部旋回体３に取り付けられ、ショベル１００（即ち、上部旋回体３）の前後方向及び左右方向の２軸回りの傾斜角度（以下、「前後傾斜角」及び「左右傾斜角」）を検出する。機体傾斜センサＳ４は、例えば、加速度センサ、ジャイロセンサ（角速度センサ）、６軸センサ、ＩＭＵ等を含んでよい。機体傾斜センサＳ４による傾斜角度（前後傾斜角及び左右傾斜角）に対応する検出信号は、コントローラ３０に取り込まれる。

旋回状態センサＳ５は、上部旋回体３に取り付けられ、上部旋回体３の旋回状態に関する検出情報を出力する。旋回状態センサＳ５は、例えば、上部旋回体３の旋回角速度や旋回角度を検出する。旋回状態センサＳ５は、例えば、ジャイロセンサ、レゾルバ、ロータリエンコーダ等を含む。

尚、機体傾斜センサＳ４に３軸回りの角速度を検出可能なジャイロセンサ、６軸センサ、ＩＭＵ等が含まれる場合、機体傾斜センサＳ４の検出信号に基づき上部旋回体３の旋回状態（例えば、旋回角速度）が検出されてもよい。この場合、旋回状態センサＳ５は、省略されうる。

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。

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ユニット１７、操作装置２６、吐出圧センサ２８、操作センサ２９、及びコントローラ３０等を含む。

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４０又はパラレル管路４２を経て作動油タンクまで作動油を循環させることができるように構成されている。

エンジン１１は、ショベル１００の駆動源である。本実施形態では、エンジン１１は、例えば、所定の回転数を維持するように動作するディーゼルエンジンである。エンジン１１の出力軸は、メインポンプ１４及びパイロットポンプ１５のそれぞれの入力軸に連結されている。

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ユニット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。

レギュレータ１３は、メインポンプ１４の吐出流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の吐出流量を制御する。

パイロットポンプ１５は、パイロット圧生成装置の一例であり、パイロットラインを介して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。但し、パイロット圧生成装置は、メインポンプ１４によって実現されてもよい。

すなわち、メインポンプ１４は、作動油ラインを介して作動油をコントロールバルブユニット１７に供給する機能に加え、パイロットラインを介して各種油圧制御機器に作動油を供給する機能を備えていてもよい。この場合、パイロットポンプ１５は、省略されてもよい。

コントロールバルブユニット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ユニット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ユニット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、走行油圧モータ２Ｍ、及び旋回油圧モータ２Ａを含む。走行油圧モータ２Ｍは、左走行油圧モータ２ＭＬ及び右走行油圧モータ２ＭＲを含む。

操作装置２６は、オペレータがアクチュエータを操作できるように構成されている。本実施形態では、操作装置２６は、オペレータが油圧アクチュエータを操作できるように構成された油圧アクチュエータ操作装置を含む。

具体的には、油圧アクチュエータ操作装置は、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ユニット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。

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。

操作センサ２９は、オペレータによる操作装置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検出し、検出した値をコントローラ３０に対して出力する。

メインポンプ１４は、左メインポンプ１４Ｌ及び右メインポンプ１４Ｒを含む。そして、左メインポンプ１４Ｌは、左センターバイパス管路４０Ｌ又は左パラレル管路４２Ｌを経て作動油タンクまで作動油を循環させ、右メインポンプ１４Ｒは、右センターバイパス管路４０Ｒ又は右パラレル管路４２Ｒを経て作動油タンクまで作動油を循環させる。

左センターバイパス管路４０Ｌは、コントロールバルブユニット１７内に配置された制御弁１７１、１７３、１７５Ｌ及び１７６Ｌを通る作動油ラインである。右センターバイパス管路４０Ｒは、コントロールバルブユニット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。

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油圧モータ２ＭＬへ供給し、且つ、左走行油圧モータ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。

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油圧モータ２ＭＲへ供給し、且つ、右走行油圧モータ２ＭＲが吐出する作動油を作動油タンクへ排出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１７３は、左メインポンプ１４Ｌが吐出す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。

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。

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。

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。

左パラレル管路４２Ｌは、左センターバイパス管路４０Ｌに並行する作動油ラインである。左パラレル管路４２Ｌは、制御弁１７１、１７３、及び１７５Ｌの何れかによって左センターバイパス管路４０Ｌを通る作動油の流れが制限或いは遮断された場合に、より下流の制御弁に作動油を供給できる。

右パラレル管路４２Ｒは、右センターバイパス管路４０Ｒに並行する作動油ラインである。右パラレル管路４２Ｒは、制御弁１７２、１７４、及び１７５Ｒの何れかによって右センターバイパス管路４０Ｒを通る作動油の流れが制限或いは遮断された場合に、より下流の制御弁に作動油を供給できる。

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の吐出流量を制御する。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流量を減少させる。右レギュレータ１３Ｒについても同様である。吐出圧と吐出流量との積で表されるメインポンプ１４の吸収パワー（吸収馬力）がエンジン１１の出力パワー（出力馬力）を超えないようにするためである。

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。

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。

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。

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。

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。

以下では、左右方向に操作される左操作レバー２６Ｌは、「旋回操作レバー」と称され、前後方向に操作される左操作レバー２６Ｌは、「アーム操作レバー」と称される場合がある。また、左右方向に操作される右操作レバー２６Ｒは、「バケット操作レバー」と称され、前後方向に操作される右操作レバー２６Ｒは、「ブーム操作レバー」と称される場合がある。

走行レバー２６Ｄは、クローラ１Ｃの操作に用いられる。具体的には、左走行レバー２６ＤＬは、左クローラ１ＣＬの操作に用いられる。左走行ペダルと連動するように構成されていてもよい。

左走行レバー２６ＤＬは、前後方向に操作されると、パイロットポンプ１５が吐出する作動油を利用し、レバー操作量に応じた制御圧を制御弁１７１のパイロットポートに導入させる。右走行レバー２６ＤＲは、右クローラ１ＣＲの操作に用いられる。右走行ペダルと連動するように構成されていてもよい。右走行レバー２６ＤＲは、前後方向に操作されると、パイロットポンプ１５が吐出する作動油を利用し、レバー操作量に応じた制御圧を制御弁１７２のパイロットポートに導入させる。

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。

操作センサ２９は、操作センサ２９ＬＡ、２９ＬＢ、２９ＲＡ、２９ＲＢ、２９ＤＬ、２９ＤＲを含む。操作センサ２９ＬＡは、オペレータによる左操作レバー２６Ｌに対する前後方向への操作の内容を検出し、検出した値をコントローラ３０に対して出力する。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。

同様に、操作センサ２９ＬＢは、オペレータによる左操作レバー２６Ｌに対する左右方向への操作の内容を検出し、検出した値をコントローラ３０に対して出力する。操作センサ２９ＲＡは、オペレータによる右操作レバー２６Ｒに対する前後方向への操作の内容を検出し、検出した値をコントローラ３０に対して出力する。

操作センサ２９ＲＢは、オペレータによる右操作レバー２６Ｒに対する左右方向への操作の内容を検出し、検出した値をコントローラ３０に対して出力する。操作センサ２９ＤＬは、オペレータによる左走行レバー２６ＤＬに対する前後方向への操作の内容を検出し、検出した値をコントローラ３０に対して出力する。操作センサ２９ＤＲは、オペレータによる右走行レバー２６ＤＲに対する前後方向への操作の内容を検出し、検出した値をコントローラ３０に対して出力する。

コントローラ３０は、操作センサ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の吐出流量を変化させる。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の吐出流量を変化させる。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。

左センターバイパス管路４０Ｌには、最も下流にある制御弁１７６Ｌと作動油タンクとの間に左絞り１８Ｌが配置されている。そのため、左メインポンプ１４Ｌが吐出した作動油の流れは、左絞り１８Ｌで制限される。そして、左絞り１８Ｌは、左レギュレータ１３Ｌを制御するための制御圧を発生させる。

左制御圧センサ１９Ｌは、この制御圧を検出するためのセンサであり、検出した値をコントローラ３０に対して出力する。コントローラ３０は、この制御圧に応じて左メインポンプ１４Ｌの斜板傾転角を調節することによって、左メインポンプ１４Ｌの吐出流量を制御する。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の吐出流量を減少させ、この制御圧が小さいほど左メインポンプ１４Ｌの吐出流量を増大させる。右メインポンプ１４Ｒの吐出流量も同様に制御される。

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４０Ｌを通って左絞り１８Ｌに至る。そして、左メインポンプ１４Ｌが吐出する作動油の流れは、左絞り１８Ｌの上流で発生する制御圧を増大させる。その結果、コントローラ３０は、左メインポンプ１４Ｌの吐出流量を許容最小吐出流量まで減少させ、吐出した作動油が左センターバイパス管路４０Ｌを通過する際の圧力損失（ポンピングロス）を抑制する。

一方、何れかの油圧アクチュエータが操作された場合、左メインポンプ１４Ｌが吐出する作動油は、操作対象の油圧アクチュエータに対応する制御弁を介して、操作対象の油圧アクチュエータに流れ込む。そして、左メインポンプ１４Ｌが吐出する作動油の流れは、左絞り１８Ｌに至る量を減少或いは消失させ、左絞り１８Ｌの上流で発生する制御圧を低下させる。

その結果、コントローラ３０は、左メインポンプ１４Ｌの吐出流量を増大させ、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の吐出流量も同様に制御する。

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４０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作動対象の油圧アクチュエータに確実に供給できる。

次に、図４Ａ～図４Ｄ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４Ｄは、油圧システムの一部を抜き出した図である。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部分を抜き出した図であり、図４Ｂは、ブームシリンダ７の操作に関する油圧システム部分を抜き出した図である。図４Ｃは、バケットシリンダ９の操作に関する油圧システム部分を抜き出した図であり、図４Ｄは、旋回油圧モータ２Ａの操作に関する油圧システム部分を抜き出した図である。

図４Ａ～図４Ｄに示すように、油圧システムは、比例弁３１を含む。比例弁３１は、比例弁３１ＡＬ～３１ＤＬ及び３１ＡＲ～３１ＤＲを含む。

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とコントロールバルブユニット１７内の対応する制御弁のパイロットポート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、オペレータによる操作装置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を介し、コントロールバルブユニット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。そして、コントローラ３０は、比例弁３１が生成するパイロット圧を、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。

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。

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。

操作装置２６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、スイッチＳＷ１及びスイッチＳＷ２を含む。

スイッチＳＷ１は、左操作レバー２６Ｌの先端に設けられた押しボタンスイッチである。オペレータは、スイッチＳＷ１を押しながら左操作レバー２６Ｌを操作できる。スイッチＳＷ１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。

スイッチＳＷ２は、左走行レバー２６ＤＬの先端に設けられた押しボタンスイッチである。オペレータは、スイッチＳＷ２を押しながら左走行レバー２６ＤＬを操作できる。スイッチＳＷ２は、右走行レバー２６ＤＲ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。

操作センサ２９ＬＡは、オペレータによる左操作レバー２６Ｌに対する前後方向への操作の内容を検出し、検出した値をコントローラ３０に対して出力する。

比例弁３１ＡＬ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から比例弁３１ＡＬ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から比例弁３１ＡＲ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は、制御弁１７６Ｌ及び制御弁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。同様に、比例弁３１ＡＲは、制御弁１７６Ｌ及び制御弁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。

この構成により、コントローラ３０は、オペレータによるアーム閉じ操作に応じ、パイロットポンプ１５が吐出する作動油を、比例弁３１ＡＬ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。また、コントローラ３０は、オペレータ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、コントローラ３０は、オペレータによるアーム閉じ操作に応じ、或いは、オペレータによるアーム閉じ操作とは無関係に、アーム５を閉じることができる。

また、コントローラ３０は、オペレータによるアーム開き操作に応じ、パイロットポンプ１５が吐出する作動油を、比例弁３１ＡＲ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。また、コントローラ３０は、オペレータ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、コントローラ３０は、オペレータによるアーム開き操作に応じ、或いは、オペレータによるアーム開き操作とは無関係に、アーム５を開くことができる。

また、この構成により、コントローラ３０は、オペレータによるアーム閉じ操作が行われている場合であっても、必要に応じて、制御弁１７６の閉じ側のパイロットポート（制御弁１７６Ｌの左側パイロットポート及び制御弁１７６Ｒの右側パイロットポート）に作用するパイロット圧を減圧し、アーム５の閉じ動作を強制的に停止させることができる。オペレータによるアーム開き操作が行われているときにアーム５の開き動作を強制的に停止させる場合についても同様である。

或いは、コントローラ３０は、オペレータによるアーム閉じ操作が行われている場合であっても、必要に応じて、比例弁３１ＡＲを制御し、制御弁１７６の閉じ側のパイロットポートの反対側にある、制御弁１７６の開き側のパイロットポート（制御弁１７６Ｌの右側パイロットポート及び制御弁１７６Ｒの左側パイロットポート）に作用するパイロット圧を増大させ、制御弁１７６を強制的に中立位置に戻すことで、アーム５の閉じ動作を強制的に停止させてもよい。オペレータによるアーム開き操作が行われている場合にアーム５の開き動作を強制的に停止させる場合についても同様である。

また、以下の図４Ｂ～図４Ｄを参照しながらの説明を省略するが、オペレータによるブーム上げ操作又はブーム下げ操作が行われている場合にブーム４の動作を強制的に停止させる場合、オペレータによるバケット閉じ操作又はバケット開き操作が行われている場合にバケット６の動作を強制的に停止させる場合、及び、オペレータによる旋回操作が行われている場合に上部旋回体３の旋回動作を強制的に停止させる場合についても同様である。また、オペレータによる走行操作が行われている場合に下部走行体１の走行動作を強制的に停止させる場合についても同様である。

また、図４Ｂ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。

操作センサ２９ＲＡは、オペレータによる右操作レバー２６Ｒに対する前後方向への操作の内容を検出し、検出した値をコントローラ３０に対して出力する。

比例弁３１ＢＬ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から比例弁３１ＢＬを介して制御弁１７５Ｌの右側パイロットポート及び制御弁１７５Ｒの左側パイロットポートに導入される作動油によるパイロット圧を調整する。比例弁３１ＢＲは、コントローラ３０が出力する制御指令（電流指令）に応じて動作する。

そして、パイロットポンプ１５から比例弁３１ＢＲを介して制御弁１７５Ｒの右側パイロットポートに導入される作動油によるパイロット圧を調整する。比例弁３１ＢＬは、制御弁１７５Ｌ及び制御弁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。また、比例弁３１ＢＲは、制御弁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。

この構成により、コントローラ３０は、オペレータによるブーム上げ操作に応じ、パイロットポンプ１５が吐出する作動油を、比例弁３１ＢＬ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。また、コントローラ３０は、オペレータによるブーム上げ操作とは無関係に、パイロットポンプ１５が吐出する作動油を、比例弁３１ＢＬ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、コントローラ３０は、オペレータによるブーム上げ操作に応じ、或いは、オペレータによるブーム上げ操作とは無関係に、ブーム４を上げることができる。

また、コントローラ３０は、オペレータによるブーム下げ操作に応じ、パイロットポンプ１５が吐出する作動油を、比例弁３１ＢＲを介し、制御弁１７５Ｒの右側パイロットポートに供給できる。また、コントローラ３０は、オペレータによるブーム下げ操作とは無関係に、パイロットポンプ１５が吐出する作動油を、比例弁３１ＢＲ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、コントローラ３０は、オペレータによるブーム下げ操作に応じ、或いは、オペレータによるブーム下げ操作とは無関係に、ブーム４を下げることができる。

また、図４Ｃ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。

操作センサ２９ＲＢは、オペレータによる右操作レバー２６Ｒに対する左右方向への操作の内容を検出し、検出した値をコントローラ３０に対して出力する。

比例弁３１ＣＬ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から比例弁３１ＣＬを介して制御弁１７４の左側パイロットポートに導入される作動油によるパイロット圧を調整する。比例弁３１ＣＲは、コントローラ３０が出力する制御指令（電流指令）に応じて動作する。

そして、パイロットポンプ１５から比例弁３１ＣＲを介して制御弁１７４の右側パイロットポートに導入される作動油によるパイロット圧を調整する。比例弁３１ＣＬ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。同様に、比例弁３１ＣＲは、制御弁１７４を任意の弁位置で停止できるようにパイロット圧を調整可能である。

この構成により、コントローラ３０は、オペレータによるバケット閉じ操作に応じ、パイロットポンプ１５が吐出する作動油を、比例弁３１ＣＬを介し、制御弁１７４の左側パイロットポートに供給できる。また、コントローラ３０は、オペレータによるバケット閉じ操作とは無関係に、パイロットポンプ１５が吐出する作動油を、比例弁３１ＣＬ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、コントローラ３０は、オペレータによるバケット閉じ操作に応じ、或いは、オペレータによるバケット閉じ操作とは無関係に、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、オペレータによるバケット開き操作に応じ、パイロットポンプ１５が吐出する作動油を、比例弁３１ＣＲを介し、制御弁１７４の右側パイロットポートに供給できる。また、コントローラ３０は、オペレータによるバケット開き操作とは無関係に、パイロットポンプ１５が吐出する作動油を、比例弁３１ＣＲ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、コントローラ３０は、オペレータによるバケット開き操作に応じ、或いは、オペレータによるバケット開き操作とは無関係に、バケット６を開くことができる。

また、図４Ｄ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。

操作センサ２９ＬＢは、オペレータによる左操作レバー２６Ｌに対する左右方向への操作の内容を検出し、検出した値をコントローラ３０に対して出力する。

比例弁３１ＤＬ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から比例弁３１ＤＬを介して制御弁１７３の左側パイロットポートに導入される作動油によるパイロット圧を調整する。比例弁３１ＤＲは、コントローラ３０が出力する制御指令（電流指令）に応じて動作する。

そして、パイロットポンプ１５から比例弁３１ＤＲを介して制御弁１７３の右側パイロットポートに導入される作動油によるパイロット圧を調整する。比例弁３１ＤＬ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。同様に、比例弁３１ＤＲは、制御弁１７３を任意の弁位置で停止できるようにパイロット圧を調整可能である。

この構成により、コントローラ３０は、オペレータによる左旋回操作に応じ、パイロットポンプ１５が吐出する作動油を、比例弁３１ＤＬを介し、制御弁１７３の左側パイロットポートに供給できる。また、コントローラ３０は、オペレータによる左旋回操作とは無関係に、パイロットポンプ１５が吐出する作動油を、比例弁３１ＤＬ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、コントローラ３０は、オペレータによる左旋回操作に応じ、或いは、オペレータによる左旋回操作とは無関係に、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、オペレータによる右旋回操作に応じ、パイロットポンプ１５が吐出する作動油を、比例弁３１ＤＲを介し、制御弁１７３の右側パイロットポートに供給できる。また、コントローラ３０は、オペレータによる右旋回操作とは無関係に、パイロットポンプ１５が吐出する作動油を、比例弁３１ＤＲ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、コントローラ３０は、オペレータによる右旋回操作に応じ、或いは、オペレータによる右旋回操作とは無関係に、旋回機構２を右旋回させることができる。

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について説明する。図５は、ショベルのマシンガイダンス機能及びマシンコントロール機能に関する構成の一例を示すブロック図である。

コントローラ３０は、例えば、オペレータによるショベル１００の手動操作をガイド（案内）するマシンガイダンス機能に関するショベル１００の制御を実行する。

コントローラ３０は、例えば、目標施工面とアタッチメントＡＴの先端部、具体的には、エンドアタッチメントの作業部位との距離等の作業情報を、表示装置Ｄ１や音声出力装置Ｄ２等を通じて、オペレータに伝える。

具体的には、コントローラ３０は、ブーム角度センサＳ１、アーム角度センサＳ２、バケット角度センサＳ３、機体傾斜センサＳ４、旋回状態センサＳ５、空間認識装置７０、測位装置７３、入力装置７２等から情報を取得する。

目標施工面に関するデータは、例えば、オペレータによる入力装置７２を通じた設定入力に基づき、或いは、外部（例えば、所定の管理サーバ）からのダウンロードされることにより、内部メモリやコントローラ３０に接続される外部記憶装置等に記憶されている。

目標施工面に関するデータは、例えば、基準座標系で表現されている。基準座標系は、例えば、世界測地系である。世界測地系は、地球の重心に原点をおき、Ｘ軸をグリニッジ子午線と赤道との交点の方向に、Ｙ軸を東経９０度の方向に、そして、Ｚ軸を北極の方向にとる三次元直交ＸＹＺ座標系である。例えば、オペレータは、施工現場の任意の点を基準点と定め、入力装置７２を通じて、基準点との相対的な位置関係により目標施工面を設定してよい。

バケット６の作業部位は、例えば、バケット６の爪先、バケット６の背面等である。また、エンドアタッチメントとして、バケット６の代わりに、例えば、ブレーカが採用される場合、ブレーカの先端部が作業部位に相当する。これにより、コントローラ３０は、表示装置Ｄ１、音声出力装置Ｄ２等を通じて、作業情報をオペレータに通知し、オペレータによる操作装置２６を通じたショベル１００の操作をガイドすることができる。

また、コントローラ３０は、例えば、オペレータによるショベル１００の手動操作を支援したり、ショベル１００を自動的或いは自律的に動作させたりするマシンコントロール機能に関するショベル１００の制御を実行する。具体的には、コントローラ３０は、アタッチメントの作業部位等に設定される、制御基準となる位置（以下、単に「制御基準」）が辿る軌道である目標軌道を取得するように構成されている。

制御基準には、掘削作業や転圧作業等のように、エンドアタッチメントが当接しうる作業対象（例えば、地面や後述するダンプトラックの荷台の土砂）がある場合、エンドアタッチメントの作業部位（例えば、バケット６の爪先や背面等）が設定されてよい。また、制御基準には、後述のブーム上げ旋回動作、排土動作、ブーム下げ旋回動作等のように、エンドアタッチメントが当接しうる作業対象がない動作の場合、当該動作におけるエンドアタッチメントの位置を規定しうる任意の部位（例えば、バケット６の下端部や爪先等）が設定されてよい。

例えば、コントローラ３０は、設定された目標施工面を示すデータに基づき、目標軌道を導き出す。コントローラ３０は、空間認識装置７０が認識したショベル１００の周囲の地形に関する情報に基づき、目標軌道を導き出してもよい。また、コントローラ３０は、内部の揮発性記憶装置に一時的に記憶されている姿勢検出装置の過去の出力からバケット６の爪先等の作業部位の過去の軌跡に関する情報を導き出し、その情報に基づいて目標軌道を導き出してもよい。また、コントローラ３０は、アタッチメントの所定部位の現在位置と目標施工面に関するデータとに基づき、目標軌道を導き出してもよい。

なお、姿勢検出装置とは、例えば、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等を含む。

コントローラ３０は、例えば、オペレータが手動で地面の掘削操作や均し操作等を行っている場合に、目標施工面とバケット６の先端位置、具体的には、バケット６の爪先や背面等の作業部位とが一致するように、ブーム４、アーム５、及び、バケット６のうち、後述するスレーブ要素となる１つ又は２つの動作を制御する。

具体的には、オペレータがスイッチＳＷを操作（押し）ながら、左操作レバー２６Ｌ及び右操作レバー２６Ｒにおける前後方向の操作を行うと、コントローラ３０は、当該操作に応じて、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２つの動作を制限する。

より具体的には、コントローラ３０は、左操作レバー２６Ｌ及び右操作レバー２６Ｒが操作されると、操作センサ２９より取得される操作レバーの操作方向と操作量を含む操作内容情報に基づき、マスタ要素を特定する。マスタ要素とは、オペレータの操作入力或いは操作指令に対応して動作する動作要素である。

また、コントローラ３０は、マスタ要素が特定されると、マスタ要素以外の動作要素をスレーブ要素に特定する。

スレーブ要素は、マスタ要素に対する操作量に応じて指令値が算出される動作要素であり、オペレータによる操作入力或いは操作指令に対応した動作が制限される動作要素である。言い換えれば、スレーブ要素は、操作量が、オペレータにより入力された操作量よりも小さくなるように、動作が制限させる動作要素である。

これにより、オペレータは、左操作レバー２６Ｌ及び右操作レバー２６Ｒを用いた通常時の操作と同様の方法でショベル１００を操作しても、目標施工面に沿った掘削作業や均し作業等をショベル１００に実行させることができる。

以下、オペレータの操作入力あるいは自律運転機能に関する操作指令に合わせて動作する動作要素、及びその動作要素を駆動するアクチュエータを包括的に或いはそれぞれを個別にマスタ要素と称する場合があり、後述のスレーブ要素についても同様である。

以下、スイッチＳＷが押し操作された状態で、左操作レバー２６Ｌ及び右操作レバー２６Ｒの操作が行われた場合に、マシンコントロール機能が有効になる前提で説明を進める。

次に、図６を参照して、本実施形態に係るショベル１００のマシンコントロール機能の一例について詳細に説明する。

図６（図６Ａ、図６Ｂ）を参照して、ショベル１００のマシンコントロール機能の一例に関する詳細な構成について説明する。

図６（図６Ａ、図６Ｂ）は、本実施形態に係るショベル１００のマシンコントロール機能に関する詳細な構成の一例を示す機能ブロック図である。具体的には、図６Ａは、ショベルの半自動運転機能に関する詳細な構成を示す第一の機能ブロック図であり、図６Ｂは、ショベルの半自動運転機能に関する詳細な構成を示す第二の機能ブロック図である。

図６Ａ、図６Ｂに示すように、ショベル１００の半自動運転機能を実現するコントローラ３０は、マシンコントロール機能に関する機能部として、操作内容取得部３００１と、目標施工面取得部３００２と、目標軌道設定部３００３と、現在位置算出部３００４と、目標位置算出部３００５と、バケット形状取得部３００６と、マスタ要素設定部３００７と、制御基準設定部３００８と、動作指令生成部３００９と、パイロット指令生成部３０１０と、姿勢角算出部３０１１とを含む。これらの機能部は、例えば、スイッチＳＷが押し操作されている場合、所定の制御周期ごとに、後述する動作を繰り返し実行する。

操作内容取得部３００１は、操作センサ２９から取り込まれる検出信号に基づき、左操作レバー２６Ｌ及び／又は右操作レバー２６Ｒにおける前後方向及び／又は左右方向の傾倒操作に関する操作内容を取得する。

例えば、操作内容取得部３００１は、操作内容を示す情報として、操作方向（前方向であるか後方向であるか、左方向であるか、右方向であるか）と、操作量を取得（算出）する。また、ショベル１００が遠隔操作される場合、外部装置から受信される遠隔操作信号の内容に基づき、ショベル１００の半自動運転機能が実現されてもよい。この場合、操作内容取得部３００１は、外部装置から受信される遠隔操作信号に基づき、遠隔操作に関する操作内容を示す情報を取得する。以下の説明では、操作内容取得部３００１が取得した、操作内容を示す情報を、操作内容情報と表現する。

操作内容情報には、左操作レバー２６Ｌ及び／又は右操作レバー２６Ｒにおける前後方向及び／又は左右方向の傾倒操作に関する情報を含む。言い換えれば、操作内容情報は、ブーム４に対する操作内容を示す情報、アーム５に対する操作内容を示す情報、エンドアタッチメントに対する操作内容を示す情報のうち、少なくとも１を含む。

より具体的には、操作内容情報は、ブーム４に対する操作方向及び操作量、アーム５に対する操作方向と操作量、バケット６に対する操作方向及び操作量の少なくとも１を含む。

目標施工面取得部３００２は、入力装置７２等から入力された、目標施工面に関するデータを取得する。

目標軌道設定部３００３は、目標施工面に関するデータに基づき、アタッチメントＡＴの先端部を目標施工面に沿って移動させるための、アタッチメントＡＴの先端部の目標軌道に関する情報を設定する。アタッチメントＡＴの先端部とは、具体的には、エンドアタッチメントの制御基準となる所定部位（例えば、バケット６の爪先や背面等）である。

例えば、目標軌道設定部３００３は、目標軌道に関する情報として、ショベル１００の機体（上部旋回体３）を基準とする、目標施工面の前後方向への傾斜角度を設定してよい。また、目標軌道には、許容可能な誤差の範囲（以下、「許容誤差範囲」）が設定されていてもよい。この場合、目標軌道に関する情報には、許容誤差範囲に関する情報が含まれてもよい。

現在位置算出部３００４は、アタッチメントＡＴにおける制御基準（例えば、バケット６の作業部位としての爪先や背面等）の位置（現在位置）を算出する。具体的には、現在位置算出部３００４は、後述する姿勢角算出部３０１１により算出されるブーム角度θ_１、アーム角度θ_２、及びバケット角度θ_３に基づき、アタッチメントＡＴの制御基準の（現在）位置を算出してよい。

目標位置算出部３００５は、ショベル１００の半自動運転機能において、オペレータの操作入力の内容と、設定された目標軌道に関する情報と、アタッチメントＡＴにおける制御基準（作業部位）の現在位置とに基づき、アタッチメントＡＴの先端部（制御基準）の目標位置を算出する。

操作内容には、例えば、操作方向及び操作量が含まれる。当該目標位置は、アーム５がオペレータによる操作入力における操作方向及び操作量に応じて動作すると仮定したときに、今回の制御周期中で到達目標とすべき目標軌道上の位置である。

目標位置算出部３００５は、例えば、不揮発性の内部メモリ等に予め格納されるマップや演算式等を用いて、アタッチメントＡＴの先端部の目標位置を算出してよい。

また、目標位置算出部３００５は、ショベル１００の自律運転機能において、操作内容取得部３００１から入力される操作指令と、設定された目標軌道に関する情報と、アタッチメントＡＴにおける制御基準（作業部位）の現在位置とに基づき、アタッチメントＡＴの先端部（制御基準）の目標位置を算出する。これにより、コントローラ３０は、オペレータの操作に依らず、ショベル１００を自律制御することができる。

バケット形状取得部３００６は、例えば、内部メモリや所定の外部記憶装置等から予め登録されているバケット６の形状に関するデータを取得する。このとき、バケット形状取得部３００６は、予め登録される複数の種類のバケット６の形状に関するデータのうち、入力装置７２を通じた設定操作により設定されている種類のバケット６の形状に関するデータを取得してよい。

マスタ要素設定部３００７は、アタッチメントＡＴを構成する動作要素（これらの動作要素を駆動するアクチュエータ）のうち、オペレータの操作入力或いは操作指令に対応して動作する動作要素（アクチュエータ）（以下、「マスタ要素」）を設定する。アタッチメントＡＴを構成する動作要素とは、ブーム４、アーム５、バケット６を含む。言い換えれば、アタッチメントＡＴは、複数の動作要素を含む。

具体的には、マスタ要素設定部３００７は、操作内容取得部３００１が取得した操作内容情報と、目標施工面に関するデータと、アタッチメントＡＴの制御基準（爪先）の現在位置と、に基づき、ブーム４の角速度（以下、ブーム角速度）、アーム５の角速度（以下、「ブーム角速度」）、及びバケット６の角速度（以下、「バケット角速度」）を算出する。

そして、マスタ要素設定部３００７は、ブーム角速度から、バケット６の爪先の移動方向と移動速度を含む速度ベクトルを求め、この速度ベクトルの目標施工面に対する垂直成分を算出する。言い換えれば、マスタ要素設定部３００７は、ブーム４の操作により生じる、バケット６の爪先の速度ベクトルの目標施工面に対する垂直成分を算出する。

また、マスタ要素設定部３００７は、アーム角速度から、バケット６の爪先の移動方向と移動速度を含む速度ベクトルを求め、この速度ベクトルの目標施工面に対する垂直成分を算出する。言い換えれば、マスタ要素設定部３００７は、アーム５の操作により生じる、バケット６の爪先の速度ベクトルの目標施工面に対する垂直成分を算出する。

また、マスタ要素設定部３００７は、バケット角速度から、バケット６の爪先の移動方向と移動速度を含む速度ベクトルを求め、この速度ベクトルの目標施工面に対する垂直成分を算出する。言い換えれば、マスタ要素設定部３００７は、バケット６の操作により生じる、バケット６の爪先の速度ベクトルの目標施工面に対する垂直成分を算出する。

そして、本実施形態のマスタ要素設定部３００７は、算出されたそれぞれの垂直成分の大きさを比較し、バケット６の爪先の速度ベクトルの目標施工面に対する垂直成分の大きさが最も小さくなる動作要素をマスタ要素に設定する。言い換えれば、本実施形態のマスタ要素設定部３００７は、各動作要素について、動作要素と対応する操作内容情報から、バケット６の爪先（制御基準）の速度ベクトルの目標施工面に対する垂直成分を算出し、この垂直成分の大きさが最も小さくなる動作要素をマスタ要素に設定する。

また、マスタ要素設定部３００７は、マスタ要素が特定されると、マスタ要素以外の動作要素をスレーブ要素として設定する。

具体的には、マスタ要素設定部３００７は、マスタ要素に特定された動作要素に対応したマスタ指令値の生成要求を、後述するマスタ指令値生成部３００９Ａに対して出力する。また、マスタ要素設定部３００７は、スレーブ要素に特定された動作要素に対応したスレーブ指令値の生成要求を、後述するスレーブ指令値生成部３００９Ｂに対して出力する。

制御基準設定部３００８は、アタッチメントＡＴにおける制御基準を設定する。例えば、制御基準設定部３００８は、入力装置７２を通じたオペレータ等による操作に応じて、アタッチメントＡＴの制御基準を設定してよい。また、例えば、制御基準設定部３００８は、所定の条件の成立に応じて、自動的に、アタッチメントＡＴの制御基準を設定変更してもよい。

動作指令生成部３００９は、アタッチメントＡＴにおける制御基準の目標位置に基づき、ブーム４の動作に関する指令値（以下、「ブーム指令値」）β_１ｒ、アーム５の動作に関する指令値（以下、「アーム指令値」）β_２ｒ、及びバケット６の動作に関する指令値（「バケット指令値」）β_３ｒを生成する。例えば、ブーム指令値β_１ｒ、アーム指令値β_２ｒ、及びバケット指令値β_３ｒは、それぞれ、アタッチメントＡＴにおける制御基準が目標位置を実現するために必要なブーム４の角速度（以下、ブーム角速度）、アーム５の角速度（以下、「ブーム角速度」）、及びバケット６の角速度（以下、「バケット角速度」）である。動作指令生成部３００９は、マスタ指令値生成部３００９Ａと、スレーブ指令値生成部３００９Ｂと、を含む。

なお、ブーム指令値、アーム指令値、及びバケット指令値は、アタッチメントＡＴにおける制御基準が目標位置を実現したときのブーム角度、アーム角度、及びバケット角度であってもよい。また、ブーム指令値、アーム指令値、及びバケット指令値は、アタッチメントＡＴにおける制御基準が目標位置を実現するために必要な角加速度等であってもよい。

マスタ指令値生成部３００９Ａは、アタッチメントＡＴを構成する動作要素（ブーム４、アーム５、及びバケット６）のうち、マスタ要素の動作に関する指令値（以下、「マスタ指令値」）β_ｍを生成する。

マスタ指令値生成部３００９Ａは、例えば、マスタ要素設定部３００７により設定されているマスタ要素がブーム４（ブームシリンダ７）の場合、マスタ指令値β_ｍとして、ブーム指令値β_１ｒを生成し、後述するブームパイロット指令生成部３０１０Ａに向けて出力する。

また、マスタ指令値生成部３００９Ａは、例えば、マスタ要素設定部３００７により設定されているマスタ要素がアーム５（アームシリンダ８）の場合、アーム指令値β_２ｒを生成し、アームパイロット指令生成部３０１０Ｂに向けて出力する。また、マスタ指令値生成部３００９Ａは、例えば、マスタ要素設定部３００７により設定されているマスタ要素がバケット６（バケットシリンダ９）である場合、マスタ指令値β_ｍとして、バケット指令値β３ｒを生成し、バケットパイロット指令生成部３０１０Ｃに向けて出力する。

具体的には、マスタ指令値生成部３００９Ａは、オペレータの操作或いは操作指令の内容（操作方向及び操作量）に対応するマスタ指令値β_ｍを生成する。例えば、マスタ指令値生成部３００９Ａは、オペレータの操作或いは操作指令の内容と、ブーム指令値β_１ｒ、アーム指令値β_２ｒ、及びバケット指令値β_３ｒのそれぞれとの関係を規定する所定のマップや変換式等に基づき、マスタ指令値としてのブーム指令値β_１ｒ、アーム指令値β_２ｒ、バケット指令値β_３ｒを生成してよい。

スレーブ指令値生成部３００９Ｂは、アタッチメントＡＴを構成する動作要素のうち、マスタ要素の動作に合わせて、スレーブ要素の動作を制御する。具体的には、例えば、スレーブ指令値生成部３００９Ｂは、マスタ要素の角速度と、目標施工面に関するデータと、制御基準の現在位置とに基づき、マスタ要素の角速度とスレーブ要素の角速度とが所定の条件を満たすように、スレーブ要素の角速度を算出する。そして、スレーブ指令値生成部３００９Ｂは、算出された角速度に応じたスレーブ要素の動作に関する指令値（以下、「スレーブ指令値」）β_ｓ１，β_ｓ２を生成し、出力する。

本実施形態では、このように、スレーブ指令値を生成することで、スレーブ指令値が、オペレータによる操作量に対応したスレーブ指令値よりも小さくし、スレーブ要素の動作を制限する。

スレーブ指令値生成部３００９Ｂは、例えば、マスタ要素設定部３００７によりブーム４がマスタ要素に設定されている場合、スレーブ指令値β_ｓ１，β_ｓ２として、アーム指令値β_２ｒ及びバケット指令値β_３ｒを生成し、それぞれ、アームパイロット指令生成部３０１０Ｂ及びバケットパイロット指令生成部３０１０Ｃに向けて出力する。

また、スレーブ指令値生成部３００９Ｂは、例えば、マスタ要素設定部３００７によりアーム５がマスタ要素に設定されている場合、スレーブ指令値β_ｓ１，β_ｓ２として、ブーム指令値β_１ｒ及びバケット指令値β_３ｒを生成し、それぞれ、ブームパイロット指令生成部３０１０Ａ及びバケットパイロット指令生成部３０１０Ｃに向けて出力する。

また、スレーブ指令値生成部３００９Ｂは、マスタ要素設定部３００７によりバケット６がマスタ要素に設定されている場合、スレーブ指令値β_ｓ１，β_ｓ２として、ブーム指令値β_１ｒ及びアーム指令値β_２ｒを生成し、それぞれ、ブームパイロット指令生成部３０１０Ａ及びアームパイロット指令生成部３０１０Ｂに向けて出力する。

具体的には、スレーブ指令値生成部３００９Ｂは、マスタ指令値β_ｍに対応するマスタ要素の動作に合わせて（同期して）、スレーブ要素が、オペレータの操作による操作量よりも少ない操作量と対応したスレーブ指令値で動作するように、スレーブ指令値β_ｓ１，β_ｓ２を生成する。

コントローラ３０は、このようにして、オペレータの操作入力或いは操作指令に対応するアタッチメントＡＴのマスタ要素の動作に合わせて（同期させて）、アタッチメントＡＴの二つのスレーブ要素の動作を制限する。

つまり、マスタ要素（の油圧アクチュエータ）は、オペレータの操作入力或いは操作指令に対応して動作し、スレーブ要素（の油圧アクチュエータ）は、オペレータによる操作量よりも小さい操作量で動作するように、マスタ要素（の油圧アクチュエータ）の動作に合わせて、その動作が制御される。

したがって、本実施形態によれば、オペレータが、マシンコントロール機能を用いていない場合と同様にショベル１００を操作した場合であっても、目標施工面を掘り過ぎることを防止でき、且つ、オペレータによる操作の違和感を低減できる。

また、本実施形態では、目標施工面付近では、スレーブ要素の動作は、オペレータの操作に応じた操作量に対して制限された動作となるため、オペレータに対して、目標施工面付近であることを認識させることができる。

パイロット指令生成部３０１０は、ブーム指令値β_１ｒ、アーム指令値β_２ｒ、及びバケット指令値β_３ｒに対応するブーム角速度、アーム角速度、及びバケット角速度を実現するための制御弁１７４～１７６に作用させるパイロット圧の指令値（以下、「パイロット圧指令値」）を生成する。パイロット指令生成部３０１０は、ブームパイロット指令生成部３０１０Ａと、アームパイロット指令生成部３０１０Ｂと、バケットパイロット指令生成部３０１０Ｃを含む。

ブームパイロット指令生成部３０１０Ａは、ブーム指令値β_１ｒと、後述するブーム角度算出部３０１１Ａによる現在のブーム角速度の算出値（測定値）との間の偏差に基づき、ブーム４を駆動するブームシリンダ７に対応する制御弁１７５Ｌ，１７５Ｒに作用させるパイロット圧指令値を生成する。そして、ブームパイロット指令生成部３０１０Ａは、生成したパイロット圧指令値に対応する制御電流を比例弁３１ＢＬ，３１ＢＲに出力する。

これにより、上述の如く、比例弁３１ＢＬ，３１ＢＲから出力されるパイロット圧指令値に対応するパイロット圧が制御弁１７５Ｌ，１７５Ｒの対応するパイロットポートに作用する。そして、制御弁１７５Ｌ，１７５Ｒの作用により、ブームシリンダ７が動作し、ブーム指令値β_１ｒに対応するブーム角速度を実現するように、ブーム４が動作する。

アームパイロット指令生成部３０１０Ｂは、アーム指令値β_２ｒと、後述するアーム角度算出部３０１１Ｂによる現在のアーム角速度の算出値（測定値）との間の偏差に基づき、アーム５を駆動するアームシリンダ８に対応する制御弁１７６Ｌ，１７６Ｒに作用させるパイロット圧指令値を生成する。そして、アームパイロット指令生成部３０１０Ｂは、生成したパイロット圧指令値に対応する制御電流を比例弁３１ＡＬ，３１ＡＲに出力する。

これにより、上述の如く、比例弁３１ＡＬ，３１ＡＲから出力されるパイロット圧指令値に対応するパイロット圧が制御弁１７６Ｌ，１７６Ｒの対応するパイロットポートに作用する。そして、制御弁１７６Ｌ，１７６Ｒの作用により、アームシリンダ８が動作し、アーム指令値β_２ｒに対応するアーム角速度を実現するように、アーム５が動作する。

バケットパイロット指令生成部３０１０Ｃは、バケット指令値β_３ｒと、後述するバケット角度算出部３０１１Ｃによる現在のバケット角速度の算出値（測定値）との間の偏差に基づき、バケット６を駆動するバケットシリンダ９に対応する制御弁１７４に作用させるパイロット圧指令値を生成する。そして、バケットパイロット指令生成部３０１０Ｃは、生成したパイロット圧指令値に対応する制御電流を比例弁３１ＣＬ，３１ＣＲに出力する。

これにより、上述の如く、比例弁３１ＣＬ，３１ＣＲから出力されるパイロット圧指令値に対応するパイロット圧が制御弁１７４の対応するパイロットポートに作用する。そして、制御弁１７４の作用により、バケットシリンダ９が動作し、バケット指令値β_３ｒに対応するバケット角速度を実現するように、バケット６が動作する。

姿勢角算出部３０１１は、ブーム角度センサＳ１，アーム角度センサＳ２、及びバケット角度センサＳ３の検出信号に基づき、（現在の）ブーム角度、アーム角度、及びバケット角度、並びに、ブーム角速度、アーム角速度、及びバケット角速度を算出（測定）する。姿勢角算出部３０１１は、ブーム角度算出部３０１１Ａと、アーム角度算出部３０１１Ｂと、バケット角度算出部３０１１Ｃを含む。

ブーム角度算出部３０１１Ａは、ブーム角度センサＳ１から取り込まれる検出信号に基づき、ブーム角度及びブーム角速度等を算出（測定）する。これにより、ブームパイロット指令生成部３０１０Ａは、ブーム角度算出部３０１１Ａの測定結果に基づき、ブームシリンダ７の動作に関するフィードバック制御を行うことができる。

アーム角度算出部３０１１Ｂは、アーム角度センサＳ２から取り込まれる検出信号に基づき、アーム角度及びアーム角速度等を算出（測定）する。これにより、アームパイロット指令生成部３０１０Ｂは、アーム角度算出部３０１１Ｂの測定結果に基づき、アームシリンダ８の動作に関するフィードバック制御を行うことができる。

バケット角度算出部３０１１Ｃは、バケット角度センサＳ３から取り込まれる検出信号に基づき、バケット角度及びバケット角速度等を算出（測定）する。これにより、バケットパイロット指令生成部３０１０Ｃは、バケット角度算出部３０１１Ｃの測定結果に基づき、バケットシリンダ９の動作に関するフィードバック制御を行うことができる。

次に、図７を参照して、本実施形態のコントローラ３０の処理を説明する。図７は、ショベルのコントローラの処理を説明するフローチャートである。

本実施形態のショベル１００のコントローラ３０は、マシンコントロール機能がオンとされたか否かを判定する（ステップＳ７０１）。言い換えれば、コントローラ３０は、スイッチＳＷが押されたか否かを判定する。

ステップＳ７０１において、マシンコントロール機能がオンとされていない場合、コントローラ３０は待機する。

また、ステップＳ７０１において、マシンコントロール機能がオンとされた場合、コントローラ３０は、操作内容取得部３００１により、操作内容情報を取得する（ステップＳ７０２）。

続いて、コントローラ３０は、マスタ要素設定部３００７により、操作内容情報を取得した各動作要素のうち、操作により生じるバケット６の爪先の速度ベクトの目標施工面に対する垂直成分が最小となる動作要素を特定し、マスタ要素に設定する（ステップＳ７０３）。また、マスタ要素設定部３００７により、マスタ要素以外の動作要素をスレーブ要素に設定する（ステップＳ７０４）。

続いて、コントローラ３０は、スレーブ指令値生成部３００９Ｂにより、スレーブ要素の角速度を算出し（ステップＳ７０５）、算出した角速度に応じたスレーブ指令値を生成して、パイロット指令生成部３０１０に出力する（ステップＳ７０６）。

なお、図７の例では、コントローラ３０は、スイッチＳＷに対する操作により、マシンコントロール機能がオンとされた場合に、ステップＳ７０２以降の処理を実行するものとしたが、これに限定されない。

本実施形態では、例えば、入力装置７２等において、マシンコントロール機能をオンにするモードが設定された場合に、図７のステップＳ７０２以降の処理を実行してもよい。

また、コントローラ３０は、例えば、制御基準（バケット６の爪先）の位置が、目標施工面から所定の範囲以内に入ったことが検知された場合に、自動的にマシンコントロール機能をオンとし、ステップＳ７０２以降の処理を実行してもよい。

このように制御することで、例えば、オペレータがスイッチＳＷの操作を忘れていた場合等でも、目標施工面に沿って制御基準を移動させることができる。

また、本実施形態では、このように制御することで、オペレータに対して、マシンコントロール機能のオン／オフを意識させることなく、目標施工面に沿って制御基準を移動させることができ、オペレータが操作において感じる違和感を低減させることかできる。

以下に、図８を参照して、コントローラ３０の処理について、さらに説明する。図８は、コントローラの処理を説明する図である。

図８では、ショベル１００のオペレータが、目標施工面８１を形成するために、バケット６の爪先を水平に動かすための操作を行った場合を想定している。より具体的には、図８では、目標施工面８１に沿って、バケット６の爪先を図中の矢印８４が示す方向に移動させる操作が行われたものとする。

この場合、コントローラ３０は、操作内容取得部３００１により取得される操作内容情報には、ブーム上げ方向を示す情報と、ブーム４に対する操作量と、アーム閉じ方向を示す情報と、アーム５に対する操作量とが含まれる。言い換えれば、操作内容情報には、２種類の動作要素のそれぞれに対する操作量が含まれる。

したがって、コントローラ３０は、ブーム４に対する操作と対応する操作内容情報を用いてバケット６の爪先の速度ベクトルＶｂの目標施工面８１に対する垂直成分を算出し、さらに、アーム５に対する操作と対応する操作内容情報を用いてバケット６の爪先の速度ベクトルＶａの目標施工面８１に対する垂直成分を算出し、両者を比較して、垂直成分の大きさが小さい動作要素をマスタ要素に特定する。

例えば、アーム５の操作内容情報から算出された、バケット６の爪先の速度ベクトルの目標施工面８１に対する垂直成分が、ブーム４の操作内容情報から算出された、バケット６の爪先の速度ベクトルの目標施工面８１に対する垂直成分よりも小さい場合には、コントローラ３０は、アーム５をマスタ要素とし、ブーム４をスレーブ要素とする。

続いて、コントローラ３０は、マスタ要素であるアーム５の角速度に基づき、スレーブ要素の角速度を算出し、算出された角速度に基づきスレーブ指令値を生成する。

図８では、コントローラ３０は、アーム５の操作内容情報からアーム５の角速度を求め、アーム５の角速度から、バケット６の爪先の速度ベクトルＶａの目標施工面８１に対する垂直成分Ｖ_ａｖを求める。また、コントローラ３０は、ブーム４の操作内容情報からブーム４の角速度を求め、ブーム４の角速度から、バケット６の爪先の速度ベクトルＶｂの目標施工面８１に対する垂直成分Ｖ_ｂｖと、を求める。そして、コントローラ３０は、
Ｖ_ａｖ＋Ｖ_ｂｖ＝０
となる垂直成分Ｖ_ｂｖを求め、この垂直成分Ｖ_ｂｖを用いてブーム４の角速度を算出する。そして、コントローラ３０は、算出された角速度に応じたスレーブ指令値を生成する。

また、コントローラ３０は、例えば、ブームの操作内容情報から算出された、バケット６の爪先の速度ベクトルの目標施工面８１に対する垂直成分が、アーム５の操作内容情報から算出された、バケット６の爪先の速度ベクトルの目標施工面８１に対する垂直成分よりも小さい場合には、コントローラ３０は、ブーム４をマスタ要素とする。そして、コントローラ３０は、アーム５をスレーブ要素とし、マスタ要素であるブーム４の角速度に基づき、スレーブ要素であるアーム５の角速度を算出し、算出された角速度に基づきスレーブ指令値を生成する。

このとき、コントローラ３０は、アーム５の操作内容情報から算出された、バケット６の爪先の速度ベクトルＶａの垂直成分Ｖ_ａｖと、ブーム４の操作内容情報から算出されたバケット６の爪先の速度ベクトルＶｂの垂直成分Ｖ_ｂｖとの関係が、
Ｖ_ａｖ＋Ｖ_ｂｖ＝０
となるように、アーム５の角速度を算出し、算出された角速度に応じたスレーブ指令値を生成すればよい。

なお、図８の例では、バケット６の爪先の速度ベクトルの目標施工面に対する垂直成分を用いてスレーブ指令値を生成するものとしたが、これに限定されない。

コントローラ３０は、例えば、ブーム角度θ_１、ブーム４の角速度ω１、アーム角度θ_２、アーム５の角速度ω２、バケット角度θ_３、バケット６の角速度ω３を求めそれぞれの角度と角速度とが、下記の関係となるように、スレーブ指令値を生成してもよい。

θ_１＋θ_２＋θ_３＝θ_ｔ
ω１＋ω２＋ω３＝０
なお、角度θ_ｔは、目標角度であり、目標角度は、バケット６の背面と、バケット６の爪先からバケットピンとを結ぶ平面とがなす角度と、目標施工面の傾斜角とを用いて算出されてよい。

また、図８の例では、操作内容情報には、ブーム４に対する操作内容と、アーム５に対する操作内容とが含まれるものとしたが、これに限定されない。操作内容情報には、ブーム４に対する操作内容、アーム５に対する操作内容に加え、バケット６に対する操作内容が含まれてもよい。

この場合、操作内容情報には、ブーム４の操作方向を示す情報と、ブーム４に対する操作量と、アーム５の操作方向を示す情報と、アーム５に対する操作量と、バケット６の回転方向を示す情報と、バケット６に対する操作量とが含まれる。言い換えれば、操作内容情報には、３種類の動作要素のそれぞれに対する操作量が含まれる。

コントローラ３０は、この場合も、上述した場合と同様に、各動作要素の操作と対応する操作内容情報から算出された、バケット６の爪先（制御基準）の速度ベクトルの目標施工面に対する垂直成分の大きさが最も小さい動作要素をマスタ要素とし、それ以外の動作要素をスレーブ要素とする。

具体的には、例えば、バケット６がマスタ要素に設定された場合には、ブーム４とアーム５がスレーブ要素となる。

この場合、コントローラ３０は、バケット６の角速度ω３を用いて、
ω１＋ω２＋ω３＝０
となるように、ブーム４の角速度ω１と、アーム５の角速度ω２とを算出してもよい。

また、本実施形態では、操作内容情報が、１つの動作要素の操作内容のみである場合、つまり、ブーム４、アーム５、バケット６のうち、何れか１つに対する操作しか行われていない場合、コントローラ３０は、制御基準が目標施工面から所定の範囲内に入ったときに、ショベル１００の動作を停止させてもよい。

操作内容情報が１つの動作要素の操作内容のみとなる場合とは、例えば、ブーム４、アーム５、バケット６のうち、２つ以上の動作要素に対する操作を行っていた状態から、ブーム４、アーム５、バケット６の何れか１つの動作要素に対する操作を行う状態となった場合である。

また、本実施形態では、操作内容情報が、１つの動作要素の操作内容のみであり、操作内容情報がアーム５の操作内容情報である場合、コントローラ３０は、制御基準が目標施工面から所定の範囲内に入ったときに、アーム５のみをオペレータによる操作が可能な動作要素とし、ブーム４とバケット６の動作はコントローラ３０が制御するようにしてもよい。

このように、動作を制限することで、オペレータの操作によって、例えば、目標施工面より深く掘削すること等を防止できる。

以下に、図９を参照して、本実施形態を適用した場合の効果について説明する。図９は、本実施形態の効果を説明する図である。

図９に示す目標施工面９１は、水平面９１ａと法面９１ｂとを含む。また、図９において、点９２はブームフートピンの位置を示し、点９３はブームトップピンの位置を示し、点９４はアームトップピンの位置を示し、点９５はバケット６の爪先の先端の位置を示す。言い換えれば、点９５は、バケット６の爪先と目標施工面９１との接触点の位置を示す。

また、図９の例では、マシンコントロール機能は、オペレータによる操作はアーム操作のみとし、ブーム４とバケット６の操作は、アーム５の操作に応じて、コントローラ３０が自動で制御されるものとする。

このような制御では、例えば、点９５が水平面９１ａに沿う位置から、法面９１ｂに沿う位置まで移動するように、オペレータがアーム５を閉じる操作を行った場合を考える。

この場合、コントローラ３０は、オペレータのアーム操作に応じて、自動的にブーム４を上げ、バケット６の爪先が目標施工面９１に沿って移動するように制御する。

このとき、例えば、点９５の位置が、水平面９１ａ上から法面９１ｂ上に移動すると、オペレータがアーム５の移動速度が一定でとなるように操作をしても、バケット６の爪先の移動速度が急激に加速する。このような速度の変化は、アーム５を操作するオペレータに対して、違和感を感じさせる可能性がある。

これに対し、本実施形態では、オペレータは、複数の動作要素の全てを操作することができる。また、本実施形態では、複数の動作要素のうち、操作内容情報から算出される、制御基準の速度ベクトルの目標施工面に対する垂直成分の大きさが、最小となる動作要素をマスタ要素とし、それ以外の動作要素をスレーブ要素とし、スレーブ要素に対する操作量を、オペレータが操作した操作量よりも小さくするように、スレーブ要素の動作を制限する。

したがって、本実施形態では、オペレータに違和感を感じさせずに、目標施工面に沿って制御基準を移動させることができる。

次に、図１０を参照して、本実施形態のショベル１００が、遠隔操作される場合について説明する。図１０は、ショベルの操作システムについて説明する図である。

図１０に示すように、操作システムＳＹＳは、ショベル１００と、支援装置２００と、管理装置３００とを含む。操作システム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。

ショベル１００が取得する情報は、操作システムＳＹＳを通じ、管理者及び他のショベルの操作者等と共有されてもよい。操作システム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、操作システム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。

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の操作者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。

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。

支援装置２００及び管理装置３００は、ショベル１００と通信を行う情報処理装置であり、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を利用する操作者又は管理装置３００を利用する管理者は、遠隔操作用の操作装置を用いつつ、ショベル１００を操作してもよい。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。

また、キャビン１０内に設置された表示装置Ｄ１に表示される各種情報（例えば、ショベル１００の周囲の様子を表す画像情報又は各種の設定画面等）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（例えば空間認識装置７０としてのカメラ）が撮像した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。

例えば、操作システムＳＹＳにおいて、ショベル１００のコントローラ３０は、スイッチＳＷが押されたときの時刻及び場所、ショベル１００を自律的に動作させる際に利用された目標軌道、並びに、自律動作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、自律動作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、自律動作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、自律動作中のショベル１００に関する情報を入手することができる。

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。

このように、操作システムＳＹＳは、ショベル１００の操作者がショベル１００に関する情報を管理者及び他のショベルの操作者等と共有できるようにする。

なお、図１０に示すように、ショベル１００に搭載されている通信装置は、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１０に示す例では、ショベル１００に搭載されている通信装置と通信装置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。

遠隔操作室ＲＣには、遠隔コントローラ３０Ｒ、音出力装置Ａ２、室内撮像装置Ｃ２、表示装置ＲＤ、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ＤＳが設置されている。

遠隔コントローラ３０Ｒ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３０Ｒ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３０Ｒ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。

言い換えれば、遠隔コントローラ３０Ｒは、上述したコントローラ３０と同様の機能を実現する制御装置である。

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。

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ＤＳに着座する操作者ＯＰを撮像するように構成されている。

通信装置Ｔ２は、ショベル１００に取り付けられた通信装置との無線通信を制御するように構成されている。

本実施形態では、運転席ＤＳは、通常のショベルのキャビン１０内に設置されている運転席と同様の構造を有する。具体的には、運転席ＤＳの左側には左コンソールボックスが配置され、運転席ＤＳ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ＤＳ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、及び走行ペダルのそれぞれは、操作装置２６Ａを構成している。

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。

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。

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。

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３０Ｒに対して出力する。遠隔コントローラ３０Ｒ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３０Ｒを経由せずに、操作信号を通信装置Ｔ２に出力してもよい。

表示装置ＲＤ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ＲＤ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ＲＤ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。また、表示装置ＲＤは、ショベル１００の前方、左方、右方、及び後方の空間の様子を表示できるように構成されていてもよい。

表示装置ＲＤ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ＲＤ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３０Ｒ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３０Ｒ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。

表示装置ＲＤ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ＲＤ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。

以上、本発明を実施するための形態について説明したが、上記内容は、発明の内容を限定するものではなく、本発明の範囲内で種々の変形及び改良が可能である。

１ 下部走行体
２ 旋回機構
３ 上部旋回体
４ ブーム
５ アーム
６ バケット
７ ブームシリンダ
８ アームシリンダ
９ バケットシリンダ
２６ 操作装置
２６Ｌ 左操作レバー
２６Ｒ 右操作レバー
３０ コントローラ
１００ ショベル
３００７ マスタ要素設定部
３００９ 動作指令生成部
３００９Ａ マスタ指令値生成部
３００９Ｂ スレーブ指令値生成部
ＡＴ アタッチメント

Claims (10)

1. マシンコントロール機能において、アタッチメントに含まれる複数の動作要素に対する複数の操作内容情報に基づき、前記複数の動作要素におけるマスタ要素とスレーブ要素とを選択する制御装置を有する、ショベル。
2. 前記制御装置は、
   前記複数の動作要素のうち、前記動作要素と対応する前記操作内容情報から算出される制御基準の速度ベクトルの目標施工面に対する垂直成分の大きさが最も小さい動作要素を、マスタ要素に特定し、前記マスタ要素以外の動作要素をスレーブ要素とする、請求項１記載のショベル。
3. 前記制御装置は、
   前記マスタ要素の操作内容情報を用いて、前記スレーブ要素に対するスレーブ指令値を算出する、請求項２記載のショベル。
4. 前記制御装置は、
   目標施工面に関するデータと、前記複数の動作要素に含まれるエンドアタッチメントの現在位置と、前記マスタ要素の角速度と、に基づき、前記スレーブ指令値を算出する、請求項３記載のショベル。
5. 前記複数の動作要素は、ブーム、アーム、バケットであり、
   前記マスタ要素は、ブーム、アーム、バケットの中から選択される、請求項４記載のショベル。
6. 前記制御装置は、
   前記制御基準の位置が、前記目標施工面から所定の範囲内にある場合、且つ、前記複数の動作要素のうち、一の動作要素に対する操作内容情報のみが入力された場合に、動作を停止させる、請求項５記載のショベル。
7. 前記制御装置は、
   前記制御基準の位置が、前記目標施工面から所定の範囲内にある場合、且つ、前記複数の動作要素のうち、一の動作要素に対する操作内容情報のみが入力された場合に、
   前記アームに対する操作を受け付け、前記アームに対する操作に応じて前記ブームの動作と前記バケットの動作とを制御する、請求項５記載のショベル。
8. 前記制御装置は、
   操作装置に設けられたスイッチが押下された状態となったとき、前記マシンコントロール機能がオンされたものとする、請求項６又は７記載のショベル。
9. 前記制御装置は、
   前記バケットの爪先が前記目標施工面から所定の範囲内となった場合に、前記マシンコントロール機能がオンされたものとする、請求項６又は７記載のショベル。
10. ショベルと、前記ショベルと通信を行う情報処理装置と、を含むショベルの操作システムであって、
    前記ショベルの有するマシンコントロール機能において、アタッチメントに含まれる複数の動作要素に対する複数の操作内容情報に基づき、前記複数の動作要素におけるマスタ要素とスレーブ要素とを選択する制御装置を有する、ショベルの操作システム。

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