CN105408554B - 作业机械的控制系统、作业机械以及作业机械的控制方法 - Google Patents

Abstract

作业机械的控制系统控制具备设有作业工具的工作装置的作业机械，所述作业机械的控制系统包括：位置检测部，其检测所述作业机械的位置信息；生成部，其根据利用所述位置检测部检测到的所述位置信息求出所述工作装置的位置，并且生成第二目标挖掘地形信息，该第二目标挖掘地形信息是至少一个目标施工面与第一切出面交叉的部分的信息，所述第一交叉面与所述斗杆机械动作的平面即斗杆动作平面交叉且与铅垂方向平行；工作装置控制部，其根据从所述生成部获取的所述工作装置的位置、所述第一目标挖掘地形信息来执行挖掘控制，将所述工作装置向挖掘对象接近的方向的速度控制在限制速度以下。

Description

作业机械的控制系统、作业机械以及作业机械的控制方法

技术领域

本发明涉及具备工作装置的作业机械的控制系统、作业机械以及作业机械的控制方法。

背景技术

以往，在具备包括铲斗在内的前侧装置的建设机械中，提出有使铲斗沿着挖掘对象的作为目标的地形移动而用于避免铲斗侵入作为目标的地形的控制(例如，专利文献1)。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2013-217137号公报

发明内容

发明要解决的课题

然而，在以避免侵入作为目标的地形的方式控制工作装置时，有时出现不需要的作为目标的地形。在这样的情况下，在工作装置急剧上升等与工作装置的操作不同的动作中，操作人员有时感到不协调感。

本发明的目的在于使工作装置按照操作人员的意图动作。

用于解决课题的手段

本发明的作业机械的控制系统是控制具备设有作业工具的工作装置的作业机械的控制系统，所述作业机械的控制系统包括：位置检测部，其检测所述作业机械的位置信息；生成部，其根据利用所述位置检测部检测到的所述位置信息求出所述工作装置的位置，并且生成第一目标挖掘地形信息，该第一目标挖掘地形信息是表示目标形状的至少一个目标施工面与第一切出面交叉的部分的信息，该第一切出面与所述工作装置进行动作的平面即工作装置动作平面交叉且与铅垂方向平行；以及工作装置控制部，其根据从所述生成部获取的所述第一目标挖掘地形信息来执行挖掘控制，将所述工作装置向挖掘对象接近的方向的速度控制在限制速度以下。

优选为，所述生成部生成第二目标挖掘地形信息，该第二目标挖掘地形信息是至少一个所述目标施工面与所述工作装置动作平面或者平行于所述工作装置动作平面的第二切出面交叉的部分的信息，所述工作装置控制部根据从所述生成部获取的所述第一目标挖掘地形信息以及所述第二目标挖掘地形信息来执行所述挖掘控制。

本发明的作业机械的控制系统是控制具备设有作业工具的工作装置的作业机械的控制系统，所述作业机械的控制系统包括：位置检测部，其检测所述作业机械的位置信息；生成部，其根据利用所述位置检测部检测到的所述位置信息求出所述工作装置的位置，并且生成第一目标挖掘地形信息，该第一目标挖掘地形信息是第一切出面与表示目标形状的第一目标施工面以及第二目标施工面交叉的部分的信息，所述第一切出面与所述工作装置进行动作的平面即工作装置动作平面交叉且与铅垂方向平行，所述第二目标施工面与所述第一目标施工面的侧方相连；以及工作装置控制部，其根据从所述生成部获取的所述第一目标挖掘地形信息来执行挖掘控制，将所述工作装置向挖掘对象接近的方向的速度控制在限制速度以下。

优选为，所述生成部生成第二目标挖掘地形信息，所述第二目标挖掘地形信息是所述第一目标施工面与所述工作装置动作平面或者平行于所述工作装置动作平面的第二切出面交叉的部分的信息，所述工作装置控制部根据从所述生成部获取的所述第一目标挖掘地形信息以及所述第二目标挖掘地形信息来执行所述挖掘控制。

优选为，所述工作装置控制部根据所述第二目标挖掘地形信息来执行所述挖掘控制，根据所述第一目标挖掘地形信息使执行中的所述挖掘控制停止或者使停止中的所述挖掘控制再次开始。

优选为，在所述作业工具的正下方的所述第一目标挖掘地形信息的、所述作业机械相对于水平面的角度为预先确定的大小以上的情况下，所述工作装置控制部使所述挖掘控制停止。

优选为，所述工作装置控制部根据所述作业工具的铲尖与所述第一目标挖掘地形信息之间的最小距离来执行所述挖掘控制。

优选为，所述工作装置控制部根据所述作业工具的铲尖与所述第一目标挖掘地形信息之间的距离，来决定是否对与所述第一目标挖掘地形信息对应的目标施工面执行所述挖掘控制。

优选为，所述作业机械具备供所述工作装置安装且绕规定的轴线转动的回转体，所述工作装置控制部在所述工作装置与所述回转体一起回转时执行所述挖掘控制。

优选为，所述工作装置控制部根据将所述工作装置进行回转的方向上的目标速度与所述作业工具的前后方向上的目标速度合成而得到的速度来执行所述挖掘控制。

优选为，所述作业机械的控制系统具有配设于所述作业机械、用于检测角速度以及加速度的检测装置，所述作业机械的控制系统使用所述检测装置检测到的所述工作装置的回转速度来预测所述工作装置的位置。

本发明的作业机械具备前述的作业机械的控制系统。

本发明的作业机械的控制方法是控制具备设有作业工具的工作装置的作业机械的控制方法，所述作业机械的控制方法如下：检测所述工作装置的位置；根据检测到的所述位置的信息求出所述工作装置的位置，并且生成第一目标挖掘地形信息，所述第一目标挖掘地形信息是表示目标形状的至少一个目标施工面与第一切出面交叉的部分的信息，所述第一切出面与所述工作装置进行动作的平面即工作装置动作平面交叉且与铅垂方向平行；根据所述第一目标挖掘地形信息将所述工作装置向挖掘对象接近的方向的速度控制在限制速度以下。

优选为，根据所述第一目标挖掘地形信息以及所述第二目标挖掘地形信息，将所述工作装置向挖掘对象接近的方向的速度控制在限制速度以下，所述第二目标挖掘地形信息是至少一个所述目标施工面与所述工作装置动作平面或者平行于所述工作装置动作平面的第二切出面交叉的部分的信息。

优选为，在将所述工作装置向挖掘对象接近的方向的速度控制在限制速度以下时，根据所述作业工具的铲尖与所述第一目标挖掘地形信息之间的距离来决定是否对与所述第一目标挖掘地形信息对应的目标施工面执行所述挖掘控制。

优选为，在所述工作装置与配设于所述作业机械的所述回转体一起回转时执行所述挖掘控制。

本发明能够使工作装置按照操作人员的意图动作。

附图说明

图1是实施方式1的作业机械的立体图。

图2是示出液压挖掘机的驱动系统与控制系统的结构的框图。

图3A是液压挖掘机的侧视图。

图3B是液压挖掘机的后视图。

图4是示出目标施工信息的一例的示意图。

图5是示出工作装置控制器以及显示控制器的框图。

图6是示出显示于显示部的目标挖掘地形的一例的图。

图7是示出目标速度、垂直速度分量与水平速度分量之间的关系的示意图。

图8是示出垂直速度分量与水平速度分量的计算方法的图。

图9是示出垂直速度分量与水平速度分量的计算方法的图。

图10是示出铲尖与目标挖掘地形之间的距离的示意图。

图11是示出限制速度信息的一例的图。

图12是示出动臂的限制速度的垂直速度分量的计算方法的示意图。

图13是示出动臂的限制速度的垂直速度分量与动臂的限制速度之间的关系的示意图。

图14是示出铲尖的移动引起的动臂的限制速度的变化的一例的图。

图15是示出液压挖掘机100所具备的液压系统300的详细结构的图。

图16是示出挖掘槽时的铲斗与槽之间的关系的图。

图17是示出挖掘槽时的铲斗与槽之间的关系的图。

图18是示出挖掘槽时的铲斗与槽之间的关系的图。

图19A是示出挖掘槽时的铲斗与槽之间的关系的图。

图19B是示出挖掘槽时的铲斗与槽之间的关系的图。

图20是用于对从目标挖掘地形切出前后方向目标挖掘地形数据的位置进行说明的图。

图21是用于对从目标挖掘地形切出前后方向目标挖掘地形数据的平面进行说明的图。

图22是用于对切出宽度方向目标挖掘地形数据的平面进行说明的图。

图23是用于对切出宽度方向目标挖掘地形数据的平面进行说明的图。

图24是示出挖掘槽时的目标挖掘地形与液压挖掘机的铲斗之间的关系的图。

图25是示出挖掘槽时的控制例的流程图。

图26是示出当正在挖掘槽时液压挖掘机的铲斗趋近槽壁的状态的图。

图27是示出从液压挖掘机的后方观察铲斗时的状态的图。

图28是用于对铲斗接近槽壁时的速度分量进行说明的图。

图29是示出铲斗的铲尖与槽壁之间的距离的图。

图30是用于对动臂的限制速度进行说明的图。

图31是示出宽度方向上的挖掘控制的处理例的流程图。

图32是示出基于将回转目标速度与前后方向的目标速度合成而得到的速度进行的挖掘控制的处理的流程图。

图33是求出前后方向的目标速度的方法的说明图。

图34是示出求出将回转目标速度与前后方向的目标速度合成而得到的速度的方法的图。

图35是用于对铲斗向与侧壁对应的目标挖掘地形接近时的速度分量进行说明的图。

图36是用于对动臂限制速度进行说明的图。

图37是示出显示控制器、变形例的工作装置控制器以及传感器控制器的框图。

图38A是示出液压挖掘机的姿态的图。

图38B是示出液压挖掘机的姿态的图。

图39是用于对预测修正部更新修正回转体方位数据的处理进行说明的流程图。

图40是用于对与上部回转体的动作相应地执行的预测修正部的处理进行说明的图。

具体实施方式

参照附图对用于实施本发明的方式(实施方式)进行详细说明。

(实施方式1)

〈作业机械的整体结构〉

图1是实施方式1的作业机械的立体图。图2是示出液压挖掘机100的液压系统300与控制系统200的结构的框图。作为作业机械的液压挖掘机100具有作为主体部的车辆主体1与工作装置2。车辆主体1具有作为回转体的上部回转体3与作为行驶体的行驶装置5。上部回转体3在发动机室3EG的内部收纳有作为动力产生装置的发动机以及液压泵等装置。发动机室3EG配置在上部回转体3的一端侧。

在本实施方式中，在液压挖掘机100中，作为力产生装置的发动机使用例如柴油发动机等内燃机，但动力产生装置不限定于此。液压挖掘机100的动力产生装置也可以为例如将内燃机、发电电动机与蓄电装置组合而得到的所谓混合动力式的装置。另外，液压挖掘机100的动力产生装置也可以不具有内燃机，通过将蓄电装置与发电电动机组合而得到。

上部回转体3具有驾驶室4。驾驶室4设置在上部回转体3的另一端侧。即，驾驶室4设置在与配置有发动机室3EG的一侧相反的一侧。在驾驶室4内配置有图2所示的显示部29以及操作装置25。显示部29以及操作装置25之后叙述。在上部回转体3的上方安装有扶手9。

行驶装置5搭载上部回转体3。行驶装置5具有履带5a、5b。行驶装置5由设置在左右的行驶马达5c的一方或者双方驱动，履带5a、5b旋转而使液压挖掘机100行驶。工作装置2安装在上部回转体3的驾驶室4的侧方侧。

液压挖掘机100也可以具备代替履带5a、5b而具有轮胎的行驶装置，该行驶装置通过将发动机的驱动力经由传动装置向轮胎传递而能够行驶。作为这样的方式的液压挖掘机100，例如有轮式液压挖掘机。另外，液压挖掘机100也可以是例如反铲装载机，该反铲装载机具备具有这样的轮胎的行驶装置，而且在车辆主体(主体部)上安装有工作装置，不具备图1所示那样的上部回转体3以及其回转机构。即，反铲装载机在车辆主体上安装有工作装置，且具备构成车辆主体的一部分的行驶装置。

就上部回转体3而言，配置有工作装置2以及驾驶室4的一侧是前方，配置有发动机室3EG的一侧是后方(x方向)。朝向前方时，左侧是上部回转体3的左方，朝向前方时，右侧是上部回转体3的右方。上部回转体3的左右方向也称作宽度方向(y方向)。就液压挖掘机100或者车辆主体1而言，以上部回转体3作为基准，行驶装置5侧是下方，以行驶装置5作为基准，上部回转体3侧是上方(z方向)。在液压挖掘机100设置于水平面的情况下，下方是铅垂方向、即重力的作用方向侧，上方是与铅垂方向相反的一侧。

工作装置2具有动臂6、斗杆7、作为作业工具的铲斗8、动臂油缸10、斗杆油缸11以及铲斗油缸12。动臂6的基端部经由动臂销13而以能够转动的方式安装在车辆主体1的前部。斗杆7的基端部经由斗杆销14而以能够转动的方式安装在动臂6的前端部。在斗杆7的前端部，经由铲斗销15而安装有铲斗8。铲斗8以铲斗销15作为中心而转动。铲斗8在与铲斗销15相反的一侧安装有多个铲8B。铲尖8T是铲8B的顶端。

铲斗8也可以不具有多个铲8B。换句话说，也可以是不具有图1所示的铲8B而将铲尖由钢板形成为直线形状的铲斗。工作装置2例如也可以具备具有单个铲的倾转铲斗。倾转铲斗指的是如下铲斗：具备铲斗倾转油缸，通过使铲斗向左右倾转倾斜，从而液压挖掘机即使处于倾斜地也能够将斜面、平地成形、平整为任意的形状，且还能够利用底板进行滚压作业。除此之外，工作装置2也可以代替铲斗8而具备法面铲斗或者具有凿岩用的钎头的凿岩用的配件等。

图1所示的动臂油缸10、斗杆油缸11与铲斗油缸12是分别由工作油的压力(以下，酌情称作液压)驱动的液压缸。动臂油缸10驱动动臂6，使动臂6升降。斗杆油缸11驱动斗杆7，绕斗杆销14转动。铲斗油缸12驱动铲斗8，绕铲斗销15转动。

在动臂油缸10、斗杆油缸11以及铲斗油缸12等液压缸与图2所示的液压泵36、37之间，设置有图2所示的方向控制阀64。方向控制阀64控制从液压泵36、37向动臂油缸10、斗杆油缸11以及铲斗油缸12等供给的工作油的流量，并且切换工作油流动的方向。方向控制阀64包括：行驶用方向控制阀，其用于驱动行驶马达5c；以及工作装置用方向控制阀，其用于控制动臂油缸10、斗杆油缸11、铲斗油缸12以及使上部回转体3回转的回转马达。

当从操作装置25供给的、被调整为规定的先导压力的工作油使方向控制阀64的滑柱动作时，能调整从方向控制阀64流出的工作油的流量，从而能控制从液压泵36、37向动臂油缸10、斗杆油缸11、铲斗油缸12、回转马达或者行驶马达5c供给的工作油的流量。其结果，能控制动臂油缸10、斗杆油缸11以及铲斗油缸12等的动作。

另外，图2所示的工作装置控制器26通过控制图2所示的控制阀27来控制从操作装置25向方向控制阀64供给的工作油的先导压力，因此，能控制从方向控制阀64向动臂油缸10、斗杆油缸11、铲斗油缸12供给的工作油的流量。其结果，工作装置控制器26能够控制动臂油缸10、斗杆油缸11以及铲斗油缸12等的动作。

在上部回转体3的上部安装有天线21、22。天线21、22用于检测液压挖掘机100的当前位置。天线21、22与图2所示的、用于检测液压挖掘机100的当前位置的作为位置检测部的位置检测装置19电连接。位置检测装置19利用RTK GNSS(Real Time Kinematic-GlobalNavigation Satellite Systems，GNSS称作全球导航卫星系统)来检测液压挖掘机100的当前位置。在以下说明中，将天线21、22酌情称作GNSS天线21、22。与GNSS天线21、22接收到的GNSS电波相应的信号向位置检测装置19输入。位置检测装置19检测GNSS天线21、22的设置位置。位置检测装置19例如包括三维位置传感器。

如图1所示，GNSS天线21、22优选设置在上部回转体3之上，且设置在液压挖掘机100的沿左右方向分离的两端位置。在实施方式中，GNSS天线21、22安装于分别设置在上部回转体3的宽度方向两侧的扶手9。GNSS天线21、22安装于上部回转体3的位置不限定于扶手9，但GNSS天线21、22设置在尽可能分离的位置的情况下，液压挖掘机100的当前位置的检测精度有所提高，故而优选。另外，GNSS天线21、22优选设置在尽量不阻碍操作人员的视野的位置。

如图2所示，液压挖掘机100的液压系统300具备作为动力产生源的发动机35与液压泵36、37。液压泵36、37由发动机35驱动，排出工作油。从液压泵36、37排出的工作油向动臂油缸10、斗杆油缸11与铲斗油缸12供给。另外，液压挖掘机100具备回转马达38。回转马达38是液压马达，由从液压泵36、37排出的工作油驱动。回转马达38使上部回转体3回转。需要说明的是，在图2中，图示了两个液压泵36、37，但也可以仅设置一个液压泵。回转马达38不局限于液压马达，也可以是电动马达。

作为作业机械的控制系统的控制系统200包括位置检测装置19、全局坐标运算部23、检测角速度以及加速度的作为检测装置的IMU(Inertial Measurement Unit：惯性计测装置)24、操作装置25、作为工作装置控制部的工作装置控制器26、传感器控制器39、作为生成部的显示控制器28以及显示部29。操作装置25是用于操作图1所示的工作装置2的装置。操作装置25接受用于驱动工作装置2的由操作人员进行的操作，输出与操作量相应的工作油。

例如，操作装置25具有设置在操作人员的左侧的左操作杆25L和配置在操作人员的右侧的右操作杆25R。左操作杆25L以及右操作杆25R的前后左右的动作与两轴的动作对应。例如，右操作杆25R的前后方向的操作与动臂6的操作对应。当向前方操作右操作杆25R时，动臂6下降，当向后方操作右操作杆25R时，动臂6上升。与前后方向的操作相应地执行动臂6的升降的动作。右操作杆25R的左右方向的操作与铲斗8的操作对应。当向左侧操作右操作杆25R时，铲斗8进行挖掘，当向右侧操作右操作杆25R时，铲斗8进行卸载。与左右方向的操作相应地执行铲斗8的挖掘或者释放动作。左操作杆25L的前后方向的操作与斗杆7的操作对应。当向前方操作左操作杆25L时，斗杆7进行卸载，当向后方操作左操作杆25L时，斗杆7进行挖掘。左操作杆25L的左右方向的操作与上部回转体3的回转对应。当向左侧操作左操作杆25L时，上部回转体3左回转，当向右侧操作左操作杆25L时，上部回转体3右回转。

在本实施方式中，动臂6的上升动作相当于卸载动作。动臂6的下降动作相当于挖掘动作。斗杆7的挖掘动作相当于下降动作。斗杆7的卸载动作相当于上升动作。铲斗8的挖掘动作相当于下降动作。铲斗8的卸载动作相当于上升动作。需要说明的是，也可以将斗杆7的下降动作称作弯曲动作。也可以将斗杆7的上升动作称作伸长动作。

在本实施方式中，操作装置25使用先导液压式。利用未图示的减压阀降低至规定的先导压力的工作油基于动臂操作、铲斗操作、斗杆操作以及回转操作从液压泵36向操作装置25供给。

能够与右操作杆25R的前后方向的操作相应地向先导油路450供给先导油压，接受操作人员对动臂6进行的操作。右操作杆25R所具备的阀装置与右操作杆25R的操作量相应地打开，向先导油路450供给工作油。另外，压力传感器66检测此时的先导油路450内的工作油的压力而作为先导压力。压力传感器66将检测到的先导压力作为动臂操作量MB向工作装置控制器26发送。以下，将右操作杆25R的前后方向的操作量酌情称作动臂操作量MB。在操作装置25与动臂油缸10之间的先导油路50中设置有压力传感器68、控制阀(以下，酌情称作介入阀)27C以及梭形滑阀51。介入阀27C以及梭形滑阀51之后叙述。

能够与右操作杆25R的左右方向的操作相应地向先导油路450供给先导油压，接受操作人员对铲斗8进行的操作。右操作杆25R所具备的阀装置与右操作杆25R的操作量相应地打开，向先导油路450供给工作油。另外，压力传感器66检测此时的先导油路450内的工作油的压力而作为先导压力。压力传感器66将检测到的先导压力作为铲斗操作量MT向工作装置控制器26发送。以下，将右操作杆25R的左右方向的操作量酌情称作铲斗操作量MT。

能够与左操作杆25L的前后方向的操作相应地向先导油路450供给先导油压，接受操作人员对斗杆7进行的操作。左操作杆25L所具备的阀装置与左操作杆25L的操作量相应地打开，向先导油路450供给工作油。另外，压力传感器66检测此时的先导油路450内的工作油的压力而作为先导压力。压力计66将检测到的先导压力作为斗杆操作量MA向工作装置控制器26发送。以下，将左操作杆25L的左右方向的操作量酌情称作斗杆操作量MA。

能够与左操作杆25L的左右方向的操作相应地向先导油路450供给先导油压，接受操作人员对上部回转体3进行的回转操作。左操作杆25L所具备的阀装置与左操作杆25L的操作量相应地打开，向先导油路450供给工作油。另外，压力传感器66检测此时的先导油路450内的工作油的压力而作为先导压力。压力传感器66将检测到的先导压力作为回转操作量MR向工作装置控制器26发送。以下，将左操作杆25L的前后方向的操作量酌情称作回转操作量MR。

通过操作右操作杆25R，从而操作装置25将与右操作杆25R的操作量相应的大小的先导油压向方向控制阀64供给。通过操作左操作杆25L，从而操作装置25将与左操作杆25L的操作量相应的大小的先导油压向控制阀27供给。利用该先导油压使方向控制阀64的滑柱动作。

在先导油路450中设置有控制阀27。右操作杆25R以及左操作杆25L的操作量由设置于先导油路450的压力传感器66检测。压力传感器66检测到的先导油压向工作装置控制器26输入。工作装置控制器26将与所输入的先导油压相应的、先导油路450的控制信号N向控制阀27输出，从而对先导油路450进行开闭。

左操作杆25L以及右操作杆25R的操作量例如由电位计以及霍尔IC等来检测，工作装置控制器26也可以通过根据这些检测值控制方向控制阀64以及控制阀27来控制工作装置2。这样，左操作杆25L以及右操作杆25R也可以是电气式。回转操作与斗杆操作也可以互换。在该情况下，与左操作杆25L的左右方向上的操作相应地执行斗杆7的伸长或者弯曲动作，与左操作杆25L的前后方向上的操作相应地执行上部回转体3的左右的回转动作。

控制系统200具有第一行程传感器16、第二行程传感器17以及第三行程传感器18。例如，第一行程传感器16设置于动臂油缸10，第二行程传感器17设置于斗杆油缸11，第三行程传感器18设置于铲斗油缸12。第一行程传感器16检测动臂油缸10的行程长度LS1。第一行程传感器16检测与动臂油缸10的伸长对应的位移量，并向传感器控制器39输出。传感器控制器39计算与第一行程传感器16的位移量对应的动臂油缸10的油缸长度(以下，酌情称作动臂油缸长度)。传感器控制器39根据第一行程传感器16检测到的动臂油缸长度计算动臂6相对于液压挖掘机100的局部坐标系、具体而言是车辆主体1的局部坐标系中的与水平面正交的方向(z轴方向)的倾斜角θ1，并向工作装置控制器26以及显示控制器28输出。

第二行程传感器17检测斗杆油缸11的行程长度LS2。第二行程传感器17检测与斗杆油缸11的伸长对应的位移量，并向传感器控制器39输出。传感器控制器39计算与第二行程传感器17的位移量对应的斗杆油缸11的油缸长度(以下，酌情称作斗杆油缸长度)。

传感器控制器39根据第二行程传感器17检测到的斗杆油缸长度计算斗杆7相对于动臂6的倾斜角θ2，并向工作装置控制器26以及显示控制器28输出。第三行程传感器18检测铲斗油缸12的行程长度LS3。第三行程传感器18检测与铲斗油缸12的伸长对应的位移量，并向传感器控制器39输出。传感器控制器39计算与第三行程传感器18的位移量对应的铲斗油缸12的油缸长度(以下，酌情称作铲斗油缸长度)。

传感器控制器39根据第三行程传感器18检测到的铲斗油缸长度计算铲斗8所具有的铲斗8的铲尖8T相对于斗杆7的倾斜角θ3，并向工作装置控制器26以及显示控制器28输出。动臂6、斗杆7以及铲斗8的倾斜角θ1、倾斜角θ2以及倾斜角θ3除了利用第一行程传感器16等计测以外，还可以通过安装于动臂6而计测动臂6的倾斜角的回转编码器、安装于斗杆7而计测斗杆7的倾斜角的回转编码器以及安装于铲斗8而计测铲斗8的倾斜角的回转编码器来获取。

工作装置控制器26具有RAM(Random Access Memory)及ROM(Read Only Memory)等存储部26M和CPU(Central Processing Unit)等处理部26P。工作装置控制器26根据图2所示的压力传感器66的检测值对控制阀27以及介入阀27C进行控制。

图2所示的方向控制阀64例如是比例控制阀，由从操作装置25供给的工作油来控制。方向控制阀64配置在动臂油缸10、斗杆油缸11、铲斗油缸12以及回转马达38等液压促动器与液压泵36、37之间。方向控制阀64控制从液压泵36、37向动臂油缸10、斗杆油缸11、铲斗油缸12以及回转马达38供给的工作油的流量。

控制系统200所具备的位置检测装置19检测液压挖掘机100的位置。位置检测装置19包含前述的GNSS天线21、22。与利用GNSS天线21、22接收到的GNSS电波相应的信号向全局坐标运算部23输入。GNSS天线21从测位卫星接收表示自身位置的基准位置数据P1。GNSS天线22从测位卫星接收表示自身位置的基准位置数据P2。GNSS天线21、22例如以10Hz周期接收基准位置数据P1、P2。基准位置数据P1、P2是设置有GNSS天线的位置的信息。GNSS天线21、22每接收基准位置数据P1、P2都向全局坐标运算部23输出。

全局坐标运算部23获取在全局坐标系中表示的两个基准位置数据P1、P2(多个基准位置数据)。全局坐标运算部23根据两个基准位置数据P1、P2生成表示上部回转体3的配置的回转体配置数据。在本实施方式中，回转体配置数据包含两个基准位置数据P1、P2中的一方的基准位置数据P以及根据两个基准位置数据P1、P2生成的回转体方位数据Q。回转体方位数据Q根据基于GNSS天线21、22获取的基准位置数据P确定的方位相对于全局坐标的基准方位(例如北)所成的角而确定。回转体方位数据Q表示上部回转体3、即工作装置2所朝向的方位。全局坐标运算部23例如每以10Hz的频率从GNSS天线21、22获取两个基准位置数据P1、P2时，更新回转体配置数据、即基准位置数据P与回转体方位数据Q，并向工作装置控制器26以及显示控制器28输出。

IMU24安装在上部回转体3。IMU24检测表示上部回转体3的动作的动作数据。IMU24所检测的动作数据例如是加速度以及角速度。在实施方式中，动作数据是上部回转体3以图1所示的上部回转体3的回转轴z作为中心进行回转的回转角速度ω。回转角速度ω例如通过对IMU24检测到的上部回转体3的回转角度以时间进行微分而求出。上部回转体3的回转角度也可以从GNSS天线21、22的位置信息获取。

图3A是液压挖掘机100的侧视图。图3B是液压挖掘机100的后视图。如图3A以及图3B所示，IMU24检测车辆主体1的相对于左右方向的倾斜角θ4、车辆主体1的相对于前后方向的倾斜角θ5、加速度以及角速度。IMU24例如以100Hz的频率更新回转角速度ω、倾斜角θ4以及倾斜角θ5。IMU24的更新周期优选比全局坐标运算部23的更新周期短。IMU24检测到的回转角速度ω、倾斜角θ5向传感器控制器39输出。传感器控制器39对回转角速度ω及倾斜角θ5实施滤波处理等之后向工作装置控制器26以及显示控制器28输出。

显示控制器28从全局坐标运算部23获取回转体配置数据(基准位置数据P以及回转体方位数据Q)。在本实施方式中，显示控制器28作为工作装置位置数据而生成表示铲斗8的铲尖8T的三维位置的铲斗铲尖位置数据S。并且，显示控制器28使用铲斗铲尖位置数据S和后述的目标施工信息T生成表示挖掘对象的目标形状的目标挖掘地形数据U。显示控制器28导出基于目标挖掘地形数据U的显示用的目标挖掘地形数据Ua，根据显示用的目标挖掘地形数据Ua使显示部29显示目标挖掘地形43I。

显示部29例如是液晶显示装置等，但不限定于此。在本实施方式中，与显示部29相邻地设置有开关29S。开关29S是用于选择是否执行后述的挖掘控制的输入装置。

工作装置控制器26从传感器控制器39获取回转角速度ω，该回转角速度ω表示上部回转体3以图1所示的回转轴z作为中心进行回转的回转角速度ω。另外，工作装置控制器26从压力传感器66获取动臂操作信号MB、铲斗操作信号MT、斗杆操作信号MA以及回转操作信号MR。工作装置控制器26从传感器控制器39获取动臂6的倾斜角度θ1、斗杆7的倾斜角度θ2、铲斗8的倾斜角度θ3。

工作装置控制器26从显示控制器28获取目标挖掘地形数据U。工作装置控制器26根据从传感器控制器39获取的工作装置2的角度来计算铲斗8的铲尖8T的位置(以下，酌情称作铲尖位置)。工作装置控制器26根据目标挖掘地形数据U与铲斗8的铲尖8T之间的距离和速度调整从操作装置25输入的动臂操作量MB、铲斗操作量MT以及斗杆操作量MA，以使得铲斗8的铲尖8T按照目标挖掘地形数据U移动。工作装置控制器26生成用于控制工作装置2的控制信号N并向图2所示的控制阀27输出，以使得铲斗8的铲尖8T按照目标挖掘地形数据U而移动。通过这样的处理，能与相对于目标挖掘地形数据U的距离相应地限制工作装置2接近目标挖掘地形数据U的速度。

在动臂油缸10、斗杆油缸11以及铲斗油缸12分别各设置有两个的控制阀27与来自工作装置控制器26的控制信号N相应地进行开闭。方向控制阀64的滑柱根据左操作杆25L或者右操作杆25R的操作与控制阀27的开闭指令进行动作，来向动臂油缸10、斗杆油缸11以及铲斗油缸12供给工作油。

全局坐标运算部23检测全局坐标系中的GNSS天线21、22的基准位置数据P1、P2。全局坐标系是以设置于液压挖掘机100的作业区域GD中的成为基准的例如基准桩60的基准位置PG作为基准的、由(X、Y、Z)表示的三维坐标系。如图3A所示，基准位置PG例如位于设置在作业区域GD中的基准桩60的前端60T。在本实施方式中，全局坐标系例如指的是GNSS的坐标系。

图2所示的显示控制器28根据基于位置检测装置19的检测结果来计算在全局坐标系中观察时的局部坐标系的位置。局部坐标系指的是以液压挖掘机100作为基准的利用(x、y、z)表示的三维坐标系。在本实施方式中，局部坐标系的基准位置PL例如位于上部回转体3进行回转的摆动圆上。在本实施方式中，例如，工作装置控制器26以如下方式计算在全局坐标系中观察时的局部坐标系的位置。

传感器控制器39根据第一行程传感器16检测到的动臂油缸长度来计算动臂6相对于局部坐标系中的与水平面正交的方向(z轴方向)的倾斜角θ1。工作装置控制器26根据第二行程传感器17检测到的斗杆油缸长度来计算斗杆7相对于动臂6的倾斜角θ2。工作装置控制器26根据第三行程传感器18检测到的铲斗油缸长度来计算铲斗8相对于斗杆7的倾斜角θ3。

工作装置控制器26的存储部26M存储有工作装置2的数据(以下，酌情称作工作装置数据)。工作装置数据包括动臂6的长度L1、斗杆7的长度L2以及铲斗8的长度L3。如图3A所示，动臂6的长度L1相当于从动臂销13到斗杆销14的长度。斗杆7的长度L2相当于从斗杆销14到铲斗销15的长度。铲斗8的长度L3相当于从铲斗销15到铲斗8的铲尖8T的长度。铲尖8T是图1所示的铲8B的前端。另外，工作装置数据包括相对于局部坐标系的基准位置PL的距离动臂销13的位置信息。

图4是示出目标施工面的一例的示意图。如图4所示，作为液压挖掘机100所具备的工作装置2的挖掘对象的挖掘后的完工的目标的目标施工信息T包含分别利用多面三角形表现的多个目标施工面41。在图4中，仅对多个目标施工面41中的一个标注有附图标记41，省略其他目标施工面41的附图标记。工作装置控制器26为了抑制铲斗8侵入目标挖掘地形43I而将工作装置2向挖掘对象接近的方向的速度控制在限制速度以下。酌情将该控制称作挖掘控制。接下来，对利用工作装置控制器26执行的挖掘控制进行说明。

〈挖掘控制〉

图5是示出工作装置控制器26以及显示控制器28的框图。图6是示出显示于显示部的目标挖掘地形43I的一例的图。图7是示出目标速度、垂直速度分量与水平速度分量之间的关系的示意图。图8是示出垂直速度分量与水平速度分量的计算方法的图。图9是示出垂直速度分量与水平速度分量的计算方法的图。图10是示出铲尖与目标施工面之间的距离的示意图。图11是示出限制速度信息的一例的图。图12是示出动臂的限制速度的垂直速度分量的计算方法的示意图。图13是示出动臂的限制速度的垂直速度分量与动臂的限制速度之间的关系的示意图。图14是示出铲尖的移动引起的动臂的限制速度的变化的一例的图。

如图4以及如图5所示，显示控制器28生成目标挖掘地形数据U并向工作装置控制器26输出。挖掘控制例如在液压挖掘机100的操作人员使用图2所示的开关29S选择执行挖掘控制的情况下执行。在执行挖掘控制时，工作装置控制器26使用动臂操作量MB、斗杆操作量MA、铲斗操作量MT以及从显示控制器28获取的目标挖掘地形数据U和从传感器控制器39获取的倾斜角度θ1、θ2、θ3、θ5，生成挖掘控制所必需的动臂指令信号CBI，并且根据需要生成斗杆指令信号以及铲斗指令信号，从而驱动控制阀27以及介入阀27C来控制工作装置2。

首先，对显示控制器28进行说明。显示控制器28包括目标施工信息储存部28A、铲斗铲尖位置数据生成部28B、目标挖掘地形数据生成部28C。目标施工信息储存部28A存储有作为表示作业区域中的目标形状的信息的目标施工信息T。目标施工信息T包含为了生成作为表示挖掘对象的目标形状的信息的目标挖掘地形数据U所需的坐标数据以及角度数据。目标施工信息T包含多个目标施工面41的位置信息。挖掘控制工作装置控制器26为了控制工作装置2或使显示部29显示目标挖掘地形数据Ua所需的目标施工信息T例如通过无线通信下载到目标施工信息储存部28A。另外，必要的目标施工信息T既可以通过将保存有该信息的终端装置连接于显示控制器28而下载到目标施工信息储存部28A中，也可以将能够携带的存储装置连接于控制器28而进行传输。

铲斗铲尖位置数据生成部28B根据从全局坐标运算部23获取的基准位置数据P以及回转体方位数据Q生成回转中心位置数据XR，该回转中心位置数据XR表示通过上部回转体3的回转轴z的液压挖掘机100的回转中心的位置。回转中心位置数据XR的xy坐标与局部坐标系的基准PL的xy坐标一致。

铲斗铲尖位置数据生成部28B根据回转中心位置数据XR与工作装置2的倾斜角θ1、θ2、θ3生成表示铲斗8的铲尖8T的当前位置的铲斗铲尖位置数据S。

如上所述，铲斗铲尖位置数据生成部28B例如以10Hz的频率从全局坐标运算部23获取基准位置数据P与回转体方位数据Q。因此，铲斗铲尖位置数据生成部28B例如能够以10Hz的频率更新铲斗铲尖位置数据S。铲斗铲尖位置数据生成部28B将更新后的铲斗铲尖位置数据S向目标挖掘地形数据生成部28C输出。

目标挖掘地形数据生成部28C获取存储于目标施工信息储存部28A的目标施工信息T以及来自铲斗铲尖位置数据生成部28B的铲斗铲尖位置数据S。目标挖掘地形数据生成部28C在局部坐标系中将通过铲尖8T的当前时刻的铲尖位置P4的垂线与目标施工面41的交点设定为挖掘对象位置44。挖掘对象位置44是铲斗8的铲尖位置P4的正下方的点。目标挖掘地形数据生成部28C根据目标施工信息T与铲斗铲尖位置数据S，获取如图4所示那样在上部回转体3的前后方向上被限定且通过挖掘对象位置44的工作装置2的平面42与利用多个目标施工面41表示的目标施工信息T的交线43作为目标挖掘地形43I的候补线。挖掘对象位置44是候补线上的一点。平面42是与工作装置2进行动作的平面(工作装置动作平面)平行的平面或者工作装置动作平面。

在动臂6以及斗杆7不绕与液压挖掘机100的局部坐标系的z轴平行的轴转动的情况下，工作装置2的动作平面是与液压挖掘机100的xz平面平行的平面。在动臂6以及斗杆7的至少一方绕与液压挖掘机100的局部坐标系的z轴平行的轴转动的情况下，工作装置动作平面是斗杆进行转动的轴、即与图1所示的斗杆销14的轴线正交的平面。以下，酌情将工作装置动作平面称作斗杆动作平面。

目标挖掘地形数据生成部28C将目标施工信息T的挖掘对象位置44的前后的单个或者多个拐点与其前后的线确定为成为挖掘对象的目标挖掘地形43I。在图4所示的例子中，两个拐点Pv1、Pv2与其前后的线被确定为目标挖掘地形43I。并且，目标挖掘地形数据生成部28C生成挖掘对象位置44的前后的单个或者多个拐点的位置信息与其前后的线的角度信息而作为表示挖掘对象的目标形状的信息即目标挖掘地形数据U。在本实施方式中，目标挖掘地形43I利用线来限定，但也可以例如根据铲斗8的宽度等而限定为面。以此方式生成的目标挖掘地形数据U具有多个目标施工面41的一部分的信息。目标挖掘地形数据生成部28C将生成的目标挖掘地形数据U向工作装置控制器26输出。在本实施方式中，显示控制器28与工作装置控制器直接进行信号的交换，但例如也可以经由CAN(Controller AreaNetwork)这样的车内信号线来交换信号。

在本实施方式中，目标挖掘地形数据U是作为工作装置2进行动作的工作装置动作平面的平面42与表示目标形状的至少一个目标施工面(第一目标施工面)41交叉的部分处的信息。平面42是图3A、图3B所示的局部坐标系(x、y、z)中的xz平面。除了利用平面42切出多个目标施工面41而得到的目标挖掘地形数据U之外，还有与平面42交叉(或者正交)且与铅垂方向平行的平面和表示目标形状的至少一个目标施工面41交叉的部分处的信息。该信息是表示工作装置2的宽度方向(局部坐标系中的y方向)上的挖掘对象的目标形状的信息。酌情将该信息称作宽度方向目标挖掘地形数据Uw。根据宽度方向目标挖掘地形数据Uw生成宽度方向的目标挖掘地形46I。宽度方向目标挖掘地形数据Uw以及目标挖掘地形46I的详细内容见后述。另外，将利用平面42切出多个目标施工面41而得到的目标挖掘地形数据U酌情称作前后方向目标挖掘地形数据U。

显示控制器28根据需要基于作为第一目标挖掘地形信息的宽度方向目标挖掘地形数据Uw或者作为第二目标挖掘地形信息的前后方向目标挖掘地形数据U而在显示部29中显示目标挖掘地形43I。作为显示用的信息，使用显示用的目标挖掘地形数据Ua。根据显示用的目标挖掘地形数据Ua，在显示部29显示例如图5所示那样的、表示作为铲斗8的挖掘对象而设定的目标挖掘地形43I与铲尖8T之间的位置关系的图像。显示控制器28根据显示用的目标挖掘地形数据Ua在显示部29显示目标挖掘地形(显示用的目标挖掘地形)43I。向工作装置控制器26输出的前后方向目标挖掘地形数据U及宽度方向目标挖掘地形数据Uw在挖掘控制中使用。将在挖掘控制中使用的目标挖掘地形数据U以及宽度方向目标挖掘地形数据Uw酌情称作作业用目标挖掘地形数据。

如上所述，目标挖掘地形数据生成部28C例如以10Hz的频率从铲斗铲尖位置数据生成部28B获取铲斗铲尖位置数据S。因此，目标挖掘地形数据生成部28C例如能够以10Hz的频率更新前后方向目标挖掘地形数据U以及宽度方向目标挖掘地形数据Uw，并向工作装置控制器26输出。接下来，对工作装置控制器26进行说明。

工作装置控制器26具有目标速度确定部52、距离获取部53、限制速度确定部54、工作装置控制部57、挖掘控制可否判定部(以下，酌情称作控制可否判定部)58。工作装置控制器26使用基于前述的前后方向目标挖掘地形数据U或者宽度方向目标挖掘地形数据Uw的目标挖掘地形43I来执行挖掘控制。这样，在本实施方式中，存在使用于显示的目标挖掘地形43I和使用于挖掘控制的目标挖掘地形43I。将前者称作显示用目标挖掘地形，将后者称作挖掘控制用目标挖掘地形。

在本实施方式中，目标速度确定部52、距离获取部53、限制速度确定部54、工作装置控制部57以及控制可否判定部58的功能由图2所示的处理部26P实现。接下来，对基于工作装置控制器26的挖掘控制进行说明。该挖掘控制是工作装置2的前后方向上的挖掘控制的例子，但在工作装置2的宽度方向上也能够进行挖掘控制。工作装置2的宽度方向上的挖掘控制见后述。

目标速度确定部52确定动臂目标速度Vc_bm、斗杆目标速度Vc_am以及铲斗目标速度Vc_bkt。动臂目标速度Vc_bm是仅驱动动臂油缸10时的铲尖8T的速度。斗杆目标速度Vc_am是仅驱动斗杆油缸11时的铲尖8T的速度。铲斗目标速度Vc_bkt是仅驱动铲斗油缸12时的铲尖8T的速度。动臂目标速度Vc_bm根据动臂操作量MB来计算。斗杆目标速度Vc_am根据斗杆操作量MA来计算。铲斗目标速度Vc_bkt根据铲斗操作量MT来计算。

存储部26M存储有规定动臂操作量MB与动臂目标速度Vc_bm的关系的目标速度信息。目标速度确定部52通过参照目标速度信息来确定与动臂操作量MB对应的动臂目标速度Vc_bm。目标速度信息例如是记载有相对于动臂操作量MB的动臂目标速度Vc_bm的大小的曲线图。目标速度信息也可以是表格或者数式等方式。目标速度信息包含规定斗杆操作量MA与斗杆目标速度Vc_am的关系的信息。目标速度信息包含规定铲斗操作量MT与铲斗目标速度Vc_bkt的关系的信息。目标速度确定部52通过参照目标速度信息来确定与斗杆操作量MA对应的斗杆目标速度Vc_am。目标速度确定部52通过参照目标速度信息来确定与铲斗操作量MT对应的铲斗目标速度Vc_bkt。如图7所示，目标速度确定部52将动臂目标速度Vc_bm转换为与目标挖掘地形43I(目标挖掘地形数据U)垂直的方向的速度分量(以下，酌情称作垂直速度分量)Vcy_bm、以及与目标挖掘地形43I(目标挖掘地形数据U)平行的方向的速度分量(以下，酌情称作水平速度分量)Vcx_bm。

例如，首先，目标速度确定部52从传感器控制器39获取倾斜角θ5，求出与目标挖掘地形43I正交的方向相对于全局坐标系的垂直轴的倾斜度。并且，目标速度确定部52根据所述倾斜度求出表示局部坐标系的垂直轴和与目标挖掘地形43I正交的方向的倾斜度的角度β2(参照图8)。

接下来，如图8所示，目标速度确定部52根据局部坐标系的垂直轴与动臂目标速度Vc_bm的方向所成的角度β2，利用三角函数将动臂目标速度Vc_bm转换为局部坐标系的垂直轴方向的速度分量VL1_bm与水平轴方向的速度分量VL2_bm。并且，如图9所示，目标速度确定部52根据前述的局部坐标系的垂直轴和与目标挖掘地形43I正交的方向的倾斜度β1，利用三角函数将局部坐标系的垂直轴方向上的速度分量VL1_bm与水平轴方向上的速度分量VL2_bm转换为针对前述的目标挖掘地形43I的垂直速度分量Vcy_bm以及水平速度分量Vcx_bm。相同地，目标速度确定部52将斗杆目标速度Vc_am转换为局部坐标系的垂直轴方向上的垂直速度分量Vcy_am以及水平速度分量Vcx_am。目标速度确定部52将铲斗目标速度Vc_bkt转换为局部坐标系的垂直轴方向上的垂直速度分量Vcy_bkt以及水平速度分量Vcx_bkt。

如图10所示，距离获取部53获取铲斗8的铲尖8T与目标挖掘地形43I之间的距离d。详细而言，距离获取部53根据如前所述那样获取的铲尖8T的位置信息以及表示目标挖掘地形43I的位置的目标挖掘地形数据U等计算出铲斗8的铲尖8T与目标挖掘地形43I之间的最短的距离d。在本实施方式中，根据铲斗8的铲尖8T与目标挖掘地形43I之间的最短的距离d执行挖掘控制。

限制速度确定部54根据铲斗8的铲尖8T与目标挖掘地形43I之间的距离d来计算出图1所示的工作装置2整体的限制速度Vcy_lmt。工作装置2整体的限制速度Vcy_lmt是在铲斗8的铲尖8T向目标挖掘地形43I接近的方向上能够容许的铲尖8T的移动速度。图2所示的存储部26M存储有规定距离d与限制速度Vcy_lmt之间的关系的限制速度信息。

图11示出限制速度信息的一例。图11中的横轴是距离d，纵轴是限制速度Vcy。在本实施方式中，铲尖8T位于目标挖掘地形43I的外侧、即位于液压挖掘机100的工作装置2侧时的距离d是正值，铲尖8T位于目标挖掘地形43I的内侧、即比目标挖掘地形43I靠挖掘对象的内部侧的位置时的距离d是负值。也可以说是，例如，如图10所示，铲尖8T位于目标挖掘地形43I的上方时的距离d是正值，铲尖8T位于目标挖掘地形43I的下方时的距离d是负值。另外，也可以说是，铲尖8T位于未侵入目标挖掘地形43I的位置时的距离d是正值，铲尖8T位于侵入目标挖掘地形43I的位置时的距离d是负值。铲尖8T位于目标挖掘地形43I上时、即铲尖8T与目标挖掘地形43I接触时的距离d是0。

在本实施方式中，以铲尖8T从目标挖掘地形43I的内侧趋向外侧时的速度作为正值，以铲尖8T从目标挖掘地形43I的外侧趋向内侧时的速度作为负值。即，以铲尖8T趋向目标挖掘地形43I的上方时的速度作为正值，以铲尖8T趋向下方时的速度作为负值。

在限制速度信息中，距离d在d1与d2之间时的限制速度Vcy_lmt的倾斜度比距离d在d1以上或者d2以下时的倾斜度小。d1比0大。d2比0小。在目标挖掘地形43I附近的操作中，为了更详细地设定限制速度，使距离d在d1与d2之间时的倾斜度比距离d在d1以上或者d2以下时的倾斜度小。在距离d为d1以上时，限制速度Vcy_lmt是负值，距离d越大，限制速度Vcy_lmt越小。换句话说，在距离d为d1以上时，在目标挖掘地形43I的上方，铲尖8T越远离目标挖掘地形43I，趋向目标挖掘地形43I的下方的速度越大，限制速度Vcy_lmt的绝对值越大。在距离d为0以下时，限制速度Vcy_lmt是正值，距离d越小，限制速度Vcy_lmt越大。换句话说，在铲斗8的铲尖8T远离目标挖掘地形43I的距离d为0以下时，在目标挖掘地形43I的下方，铲尖8T越远离目标挖掘地形43I，趋向目标挖掘地形43I的上方的速度越大，限制速度Vcy_lmt的绝对值越大。

若距离d在第一规定值dth1以上，则限制速度Vcy_lmt为Vmin。第一规定值dth1是正值，比d1大。Vmin比目标速度的最小值小。换句话说，若距离d为第一规定值dth1以上，则不进行工作装置2的动作的限制。因此，当铲尖8T在目标挖掘地形43I的上方大幅远离目标挖掘地形43I时，不进行工作装置2的动作的限制、即挖掘控制。在距离d比第一规定值dth1小时，进行工作装置2的动作的限制。详细地说，如后所述，在距离d比第一规定值dth1小时，进行动臂6的动作的限制。

限制速度确定部54根据工作装置2整体的限制速度Vcy_lmt、斗杆目标速度Vc_am以及铲斗目标速度Vc_bkt计算出动臂6的限制速度的垂直速度分量(以下，酌情称作动臂6的限制垂直速度分量)Vcy_bm_lmt。如图12所示，限制速度确定部54通过从工作装置2整体的限制速度Vcy_lmt减去斗杆目标速度的垂直速度分量Vcy_am和铲斗目标速度的垂直速度分量Vcy_bkt来计算出动臂6的限制垂直速度分量Vcy_bm_lmt。

如图13所示，限制速度确定部54将动臂6的限制垂直速度分量Vcy_bm_lmt转换为动臂6的限制速度(动臂限制速度)Vc_bm_lmt。限制速度确定部54根据前述的动臂6的倾斜角θ1、斗杆7的倾斜角θ2、铲斗8的倾斜角θ3、GNSS天线21、22的基准位置数据以及目标挖掘地形数据U等，求出与目标挖掘地形43I垂直的方向与动臂限制速度Vc_bm_lmt的方向之间的关系，将动臂6的限制垂直速度分量Vcy_bm_lmt转换为动臂限制速度Vc_bm_lmt。这种情况下的运算利用与前述的根据动臂目标速度Vc_bm求出与目标挖掘地形43I垂直的方向的垂直速度分量Vcy_bm的运算相反的顺序进行。

图2所示的梭形滑阀51选择基于动臂6的操作而生成的先导压力和介入阀27C基于动臂介入指令CBI而生成的先导压力中的较大的一方，并向方向控制阀64供给。在基于动臂介入指令CBI的先导压力比基于动臂6的操作而生成的先导压力大的情况下，利用基于动臂介入指令CBI的先导压力使与动臂油缸10对应的方向控制阀64动作。其结果，能实现基于动臂限制速度Vc_bm_lmt的动臂6的驱动。

工作装置控制部57控制工作装置2。工作装置控制部57将斗杆指令信号、动臂指令信号、动臂介入指令CBI以及铲斗指令信号向图2所示的控制阀27以及介入阀27C输出，由此控制动臂油缸10、斗杆油缸11以及铲斗油缸12。斗杆指令信号、动臂指令信号、动臂介入指令CBI以及铲斗指令信号分别具有与动臂指令速度、斗杆指令速度以及铲斗指令速度相应的电流值。

在基于动臂6的上升操作而生成的先导压力比基于动臂介入指令CBI的先导压力大的情况下，梭形滑阀51选择基于杆操作的先导压力。基于动臂6的操作而由梭形滑阀51选择的先导压力使与动臂油缸10对应的方向控制阀64动作。即，动臂6被基于动臂目标速度Vc_bm驱动，因此不会被基于动臂限制速度Vc_bm_lmt驱动。

在基于动臂6的操作而生成的先导压力比基于动臂介入指令CBI的先导压力大的情况下，工作装置控制部57选择动臂目标速度Vc_bm、斗杆目标速度Vc_am以及铲斗目标速度Vc_bkt分别作为动臂指令速度、斗杆指令速度以及铲斗指令速度。工作装置控制部57与动臂目标速度Vc_bm、斗杆目标速度Vc_am以及铲斗目标速度Vc_bkt相应地确定动臂油缸10、斗杆油缸11以及铲斗油缸12的速度(缸速度)。并且，工作装置控制部57根据确定了的缸速度对控制阀27进行控制，由此使动臂油缸10、斗杆油缸11以及铲斗油缸12动作。

这样，在通常运转时，工作装置控制部57与动臂操作量MB、斗杆操作量MA和铲斗操作量MT相应地使动臂油缸10、斗杆油缸11以及铲斗油缸12动作。因此，动臂油缸10以动臂目标速度Vc_bm动作，斗杆油缸11以斗杆目标速度Vc_am动作，铲斗油缸12以铲斗目标速度Vc_bkt动作。

在基于动臂介入指令CBI的先导压力比基于动臂6的操作而生成的先导压力大的情况下，梭形滑阀51选择基于介入指令的从介入阀27C输出的先导压力。其结果，动臂6以动臂限制速度Vc_bm_lmt动作，并且斗杆7以斗杆目标速度Vc_am动作。另外，铲斗8以铲斗目标速度Vc_bkt动作。

如上所述，通过从工作装置2整体的限制速度Vcy_lmt减去斗杆目标速度的垂直速度分量Vcy_am与铲斗目标速度的垂直速度分量Vcy_bkt，由此计算出动臂6的限制垂直速度分量Vcy_bm_lmt。因此，在工作装置2整体的限制速度Vcy_lmt比斗杆目标速度的垂直速度分量Vcy_am与铲斗目标速度的垂直速度分量Vcy_bkt之和小时，动臂6的限制垂直速度分量Vcy_bm_lmt为动壁上升的负值。

因此，动臂限制速度Vc_bm_lmt为负值。在该情况下，工作装置控制部57虽然使动臂6下降，但是比动臂目标速度Vc_bm减速。因此，能够将操作人员的不协调感抑制为较小，并且能够抑制铲斗8侵入目标挖掘地形43I。

在工作装置2整体的限制速度Vcy_lmt比斗杆目标速度的垂直速度分量Vcy_am与铲斗目标速度的垂直速度分量Vcy_bkt之和大时，动臂6的限制垂直速度分量Vcy_bm_lmt为正值。因此，动臂限制速度Vc_bm_lmt为正值。在该情况下，即便对操作装置25向使动臂6下降的方向进行操作，动臂6也会根据来自图2所示的介入阀27C的指令信号而上升。因此，能够迅速抑制目标挖掘地形43I的侵入的扩大。

在铲尖8T位于目标挖掘地形43I的上方时，铲尖8T越靠近目标挖掘地形43I，动臂6的限制垂直速度分量Vcy_bm_lmt的绝对值越小，并且，朝向与目标挖掘地形43I平行的方向的动臂6的限制速度的速度分量(以下，酌情称作限制水平速度分量)Vcx_bm_lmt的绝对值也越小。因此，在铲尖8T位于目标挖掘地形43I的上方时，铲尖8T越靠近目标挖掘地形43I，动臂6的朝向与目标挖掘地形43I垂直的方向的速度与动臂6的朝向与目标挖掘地形43I平行的方向的速度均越减速。通过由液压挖掘机的操作人员同时操作左操作杆25L以及右操作杆25R，从而动臂6、斗杆7以及铲斗8同时动作。此时，若说明输入动臂6、斗杆7以及铲斗8的各目标速度Vc_bm、Vc_am、Vc_bkt之后的前述的控制，如下所述。

图14示出目标挖掘地形43I与铲斗8的铲尖8T之间的距离d比第一规定值dth1小、且铲斗8的铲尖从位置Pn1向位置Pn2移动的情况下的动臂6的限制速度的变化的一例。位置Pn2处的铲尖8T与目标挖掘地形43I之间的距离比位置Pn1处的铲尖8T与目标挖掘地形43I之间的距离小。因此，位置Pn2处的动臂6的限制垂直速度分量Vcy_bm_lmt2比位置Pn1处的动臂6的限制垂直速度分量Vcy_bm_lmt1小。因此，位置Pn2处的动臂限制速度Vc_bm_lmt2比位置Pn1处的动臂限制速度Vc_bm_lmt1小。另外，位置Pn2处的动臂6的限制水平速度分量Vcx_bm_lmt2比位置Pn1处的动臂6的限制水平速度分量Vcx_bm_lmt1小。但是，此时，不对斗杆目标速度Vc_am以及铲斗目标速度Vc_bkt进行限制。因此，不对斗杆目标速度的垂直速度分量Vcy_am以及水平速度分量Vcx_am、铲斗目标速度的垂直速度分量Vcy_bkt以及水平速度分量Vcx_bkt进行限制。

如上所述，通过不对斗杆7进行限制，因此与操作人员的挖掘意愿对应的斗杆操作量的变化反映为铲斗8的铲尖8T的速度变化。因此，本实施方式能够抑制目标挖掘地形43I的侵入的扩大，并且能够抑制操作人员进行挖掘时的操作的不协调感。

图5所示的控制可否判定部58判定是否根据横向目标挖掘地形数据Uw来执行挖掘控制。例如，在铲斗8的正下方的横向目标挖掘地形数据Uw相对于水平面处于规定的角度以上的情况下，控制可否判定部58使执行中的挖掘控制停止。控制可否判定部58所执行的处理见后述。

铲尖8T的铲尖位置P4不限于利用GNSS来测位，也可以利用其他测位机构进行测位。因此，铲尖8T与目标挖掘地形43I之间的距离d不限于利用GNSS来测位，也可以利用其他测位机构进行测位。铲斗限制速度的绝对值比铲斗目标速度的绝对值小。铲斗限制速度例如也可以利用与前述的斗杆限制速度相同的方法计算。需要说明的是，也可以与斗杆7的限制一并进行铲斗8的限制。接下来，对图2所示的液压系统300的详细内容以及挖掘控制时的液压系统300的动作进行说明。

图15是示出液压挖掘机100所具备的液压系统300的详细结构的图。如图15所示，液压系统300具备包括动臂油缸10、斗杆油缸11以及铲斗油缸12的液压缸60。液压缸60利用从图2所示的液压泵36、37供给来的工作油而工作。

在本实施方式中，设置有控制工作油流动的方向的方向控制阀64。方向控制阀64分别配置于动臂油缸10、斗杆油缸11以及铲斗油缸12。以下，在不区分动臂油缸10、斗杆油缸11以及铲斗油缸12时，称作液压缸60。方向控制阀64采用使杆状的滑柱64S移动来切换工作油流动的方向的滑柱式。滑柱64S利用从图2所示的操作装置25供给来的工作油先导油而移动。方向控制阀64利用滑柱的移动向液压缸60供给工作油(以下，酌情称作先导油)而使液压缸60动作。

从图2所示的液压泵36、37供给来的工作油经由方向控制阀64向液压缸60供给。通过滑柱64S在轴向上移动，由此来切换针对液压缸60的盖侧油室48R进行的工作油的供给与针对杆侧油室47R进行的工作油的供给。另外，通过滑柱64S在轴向上移动来调整针对液压缸60的工作油的供给量(每单位时间的供给量)。通过调整针对液压缸60的工作油的供给量来调整液压缸60的缸速度。在后述的向动臂油缸10供给工作油的方向控制阀640以及向斗杆油缸11供给工作油的方向控制阀641中设置有检测滑柱64S的移动量(移动距离)的滑柱行程传感器65。

方向控制阀64的动作利用操作装置25来调整。从液压泵36送出并利用减压阀减压后的工作油作为先导油而向操作装置25供给。也可以将从与液压泵36不同的先导液压泵送出的先导油向操作装置25供给。操作装置25根据各操作杆的操作来调整先导油压。利用该先导油压来驱动方向控制阀64。通过利用操作装置25调整先导油压，由此调整滑柱64S的轴向上的移动量。

方向控制阀64分别设置于动臂油缸10、斗杆油缸11以及铲斗油缸12。在以下说明中，将与动臂油缸10连接的方向控制阀64酌情称作方向控制阀640。将与斗杆油缸11连接的方向控制阀64酌情称作方向控制阀641。将与铲斗油缸12连接的方向控制阀64酌情称作方向控制阀642。

操作装置25与方向控制阀64经由先导油路450而连接。用于使方向控制阀64的滑柱64S移动的先导油在先导油路450中流动。在本实施方式中，在先导油路450中配置有控制阀27、压力传感器66以及压力传感器67。

先导油路450与方向控制阀64连接。先导油经由先导油路450向方向控制阀64供给。方向控制阀64具有第一承压室以及第二承压室。先导油路450与第一承压室以及第二承压室连接。当经由后述的先导油路4520B、4521B、4522B向方向控制阀64的第一承压室供给先导油时，滑柱64S与该先导油压相应地移动，从而经由方向控制阀64向液压缸60的盖侧油室48R供给工作油。针对盖侧液压室48R的工作油的供给量通过操作装置25的操作量(滑柱64S的移动量)来调整。

当经由后述的先导油路4520A、4521A、4522A向方向控制阀64的第二承压室供给先导油时，滑柱根据该先导油压相应地移动，从而经由方向控制阀64向液压缸60的杆侧油室47R供给工作油。针对杆侧液压室47R的工作油的供给量通过操作装置25的操作量(滑柱64S的移动量)来调整。

即，通过将利用操作装置25调整了先导油压后的先导油向方向控制阀64供给，由此滑柱64S在轴向上向一侧移动。通过将利用操作装置25调整了先导油压后的先导油向方向控制阀64供给，由此滑柱64S在轴向上向另一侧移动。其结果，能调整滑柱64S的轴向上的位置。

在以下说明中，将与向动臂油缸10供给工作油的方向控制阀640连接的先导油路450酌情称作动臂调整用油路4520A、4520B。将与对斗杆油缸11供给工作油的方向控制阀641连接的先导油路450酌情称作斗杆调整用油路4521A、4521B。将与对铲斗油缸12供给工作油的方向控制阀642连接的先导油路450酌情称作铲斗调整用油路4522A、4522B。

在以下说明中，将与动臂调整用油路4520A连接的先导油路450酌情称作动臂操作用油路4510A，将与动臂调整用油路4520B连接的先导油路450酌情称作动臂操作用油路4510B。将与斗杆调整用油路4521A连接的先导油路450酌情称作斗杆操作用油路4511A，将与斗杆调整用油路4521B连接的先导油路450酌情称作斗杆操作用油路4511B。将与铲斗调整用油路4522A连接的先导油路450酌情称作铲斗操作用油路4512A，将与铲斗调整用油路4522B连接的先导油路450酌情称作铲斗操作用油路4512B。

动臂操作用油路(4510A、4510B)以及动臂调整用油路(4520A、4520B)与先导液压式的操作装置25连接。与操作装置25的操作量相应地调整了压力后的先导油在动臂操作用油路(4510A、4510B)中流动。斗杆操作用油路(4511A、4511B)以及斗杆调整用油路(4521A、4521B)与先导液压式的操作装置25连接。与操作装置25的操作量相应地调整了压力后的先导油在斗杆操作用油路(4511A、4511B)中流动。铲斗操作用油路(4512A、4512B)以及铲斗调整用油路(4522A、4522B)与先导液压式的操作装置25连接。与操作装置25的操作量相应地调整了压力后的先导油在铲斗操作用油路(4512A、4512B)中流动。

动臂操作用油路4510A、动臂操作用油路4510B、动臂调整用油路4520A以及动臂调整用油路4520B是供用于使动臂6动作的先导油流动的动臂用油路。斗杆操作用油路4511A、斗杆操作用油路4511B、斗杆调整用油路4521A以及斗杆调整用油路4521B是供用于使斗杆7动作的先导油流动的斗杆用油路。铲斗操作用油路4512A、铲斗操作用油路4512B、铲斗调整用油路4522A以及铲斗调整用油路4522B是供用于使铲斗8动作的先导油流动的铲斗用油路。

如上所述，通过操作装置25的操作来执行动臂6的下降动作以及上升动作这两种动作。通过以执行动臂6的下降动作的方式对操作装置25进行操作，由此，经由动臂操作用油路4510A以及动臂调整用油路4520A向与动臂油缸10连接的方向控制阀640供给先导油。方向控制阀640基于先导油压而工作。其结果，来自液压泵36、37的工作油向动臂油缸10供给，执行动臂6的下降动作。

通过以执行动臂6的上升动作的方式对操作装置25进行操作，由此，经由动臂操作用油路4510B以及动臂调整用油路4520B向与动臂油缸10连接的方向控制阀640供给先导油。方向控制阀640基于先导油压而工作。其结果，来自液压泵36、37的工作油向动臂油缸10供给，执行动臂6的上升动作。

即，在本实施方式中，动臂操作用油路4510A以及动臂调整用油路4520A是与方向控制阀640的第二承压室连接、供用于使动臂6进行下降动作的先导油流动的动臂下降用油路。动臂操作用油路4510B以及动臂调整用油路4520B是与方向控制阀640的第一承压室连接、供用于使动臂6进行上升动作的先导油流动的动臂上升用油路。

另外，斗杆7通过操作装置25的操作来执行下降动作以及上升动作这两种动作。通过以执行斗杆7的上升动作的方式对操作装置25进行操作，由此，经由斗杆操作用油路4511A以及斗杆调整用油路4521A向与斗杆油缸11连接的方向控制阀641供给先导油。方向控制阀641基于先导油压而工作。其结果，来自液压泵36、37的工作油向斗杆油缸11供给，执行斗杆7的上升动作。

通过以执行斗杆7的下降动作的方式对操作装置25进行操作，由此，经由斗杆操作用油路4511B以及斗杆调整用油路4521B向与斗杆油缸11连接的方向控制阀641供给先导油。方向控制阀641基于先导油压而工作。其结果，来自液压泵36、37的工作油向斗杆油缸11供给，执行斗杆7的下降动作。

即，在本实施方式中，斗杆操作用油路4511A以及斗杆调整用油路4521A是与方向控制阀641的第二承压室连接、供用于使斗杆7进行上升动作的先导油流动的斗杆上升用油路。斗杆操作用油路4511B以及斗杆调整用油路4521B是与方向控制阀641的第一承压室连接、供用于使斗杆7进行下降动作的先导油流动的斗杆下降用油路。

铲斗8通过操作装置25的操作来执行下降动作以及上升动作这两种动作。通过以执行铲斗8的上升动作的方式对操作装置25进行操作，由此，经由铲斗操作用油路4512A以及铲斗调整用油路4522A向与铲斗油缸12连接的方向控制阀642供给先导油。方向控制阀642基于先导油压而工作。其结果，来自液压泵36、37的工作油向铲斗油缸12供给，执行铲斗8的上升动作。

通过以执行铲斗8的下降动作的方式对操作装置25进行操作，由此，经由铲斗操作用油路4512B以及铲斗调整用油路4522B向与铲斗油缸12连接的方向控制阀642供给先导油。方向控制阀642基于先导油压而工作。其结果，来自液压泵36、37的工作油向铲斗油缸12供给，执行铲斗8的下降动作。

即，在本实施方式中，铲斗操作用油路4512A以及铲斗调整用油路4522A是与方向控制阀642的第二承压室连接、供用于使铲斗8进行上升动作的先导油流动的铲斗上升用油路。铲斗操作用油路4512B以及铲斗调整用油路4522B是与方向控制阀642的第一承压室连接、供用于使铲斗8进行下降动作的先导油流动的铲斗下降用油路。

控制阀27根据来自工作装置控制器26的控制信号(电流)来调整先导油压。控制阀27例如是电磁比例控制阀，根据来自工作装置控制器26的控制信号进行控制。控制阀27包含控制阀27A和控制阀27B。控制阀27B调整向方向控制阀64的第一承压室供给的先导油的先导油压，从而调整经由方向控制阀64向液压缸60的盖侧油室48R供给的工作油的量。控制阀27A调整向方向控制阀64的第二承压室供给的先导油的先导油压，从而调整经由方向控制阀64向液压缸60的杆侧油室47R供给的工作油的量。

在控制阀27的两侧设置有检测先导油压的压力传感器66以及压力传感器67。在本实施方式中，压力传感器66在先导油路451中配置于操作装置25与控制阀27之间。压力传感器67在先导油路452中配置于控制阀27与方向控制阀64之间。压力传感器66能够检测利用控制阀27进行调整之前的先导油压。压力传感器67能够检测利用控制阀27进行调整后的先导油压。压力传感器66能够检测通过操作装置25的操作而被调整的先导油压。压力传感器66以及压力传感器67的检测结果向工作装置控制器26输出。

在以下说明中，酌情将能够调整针对向动臂油缸10供给工作油的方向控制阀640的先导油压的控制阀27称作动臂用减压阀270A、270B。动臂用减压阀270A、270B配置在动臂操作用油路中。在以下说明中，酌情将能够调整针对向斗杆油缸11供给工作油的方向控制阀641的先导油压的控制阀27称作斗杆用减压阀271A、271B。斗杆用减压阀271A、271B配置在斗杆操作用油路中。在以下说明中，酌情将能够调整针对向铲斗油缸12供给工作油的方向控制阀642的先导油压的控制阀27称作铲斗用减压阀272。铲斗用减压阀272A、272B配置在铲斗操作用油路中。

在以下说明中，酌情将检测与对动臂油缸10供给工作油的方向控制阀640连接的先导油路451的先导油压的压力传感器66称作动臂用压力传感器660B，酌情将检测与方向控制阀640连接的先导油路452的先导油压的压力传感器67称作动臂用压力传感器670A。

另外，在以下说明中，酌情将配置在动臂操作用油路4510A中的动臂用压力传感器660称作动臂用压力传感器660A，酌情将配置在动臂操作用油路4510B中的动臂用压力传感器660称作动臂用压力传感器660B。另外，酌情将配置在动臂调整用油路4520A中的动臂用压力传感器670称作动臂用压力传感器670A，酌情将配置在动臂调整用油路4520B中的动臂用压力传感器670称作动臂用压力传感器670B。

在以下说明中，酌情将检测与对斗杆油缸11供给工作油的方向控制阀641连接的先导油路451的先导油压的压力传感器66称作斗杆用压力传感器661，酌情将检测与方向控制阀641连接的先导油路452的先导油压的压力传感器67称作斗杆用压力传感器671。

另外，在以下说明中，酌情将配置在斗杆操作用油路4511A中的斗杆用压力传感器661称作斗杆用压力传感器661A，酌情将配置在斗杆操作用油路4511B中的斗杆用压力传感器661称作斗杆用压力传感器661B。另外，酌情将配置在斗杆调整用油路4521A中的斗杆用压力传感器671称作斗杆用压力传感器671A，酌情将配置在斗杆调整用油路4521B中的斗杆用压力传感器671称作斗杆用压力传感器671B。

在以下说明中，酌情将检测与对铲斗油缸12供给工作油的方向控制阀642连接的先导油路451的先导油压的压力传感器66称作铲斗用压力传感器662，酌情将检测与方向控制阀642连接的先导油路452的先导油压的压力传感器67称作铲斗用压力传感器672。

另外，在以下说明中，酌情将配置在铲斗操作用油路4512A中的铲斗用压力传感器661称作铲斗用压力传感器661A，酌情将配置在铲斗操作用油路4512B中的铲斗用压力传感器661称作铲斗用压力传感器661B。另外，酌情将配置在铲斗调整用油路4522A中的铲斗用压力传感器672称作铲斗用压力传感器672A，酌情将配置在铲斗调整用油路4522B中的铲斗用压力传感器672称作铲斗用压力传感器672B。

在不执行挖掘控制的情况下，工作装置控制器26对控制阀27进行控制，打开先导油路450(全开)。通过打开先导油路450，先导油路451的先导油压与先导油路452的先导油压变为相等。在利用控制阀27打开了先导油路450的状态下，基于操作装置25的操作量来调整先导油压。

在利用控制阀27使先导油路450全开时，作用于压力传感器66的先导油压与作用于压力传感器67的先导油压相等。通过使控制阀27的开度变小，由此，作用于压力传感器66的先导油压与作用于压力传感器67的先导油压不同。

在如挖掘控制等那样利用工作装置控制器26控制工作装置2的情况下，工作装置控制器26向控制阀27输出控制信号。先导油路451由于例如先导溢流阀的作用而具有规定的压力(先导油压)。当从工作装置控制器26向控制阀27输出控制信号时，控制阀27基于该控制信号而工作。先导油路451的先导油经由控制阀27而向先导油路452供给。先导油路452的先导油压利用控制阀27来调整(减压)。先导油路452的先导油压作用于方向控制阀64。由此，方向控制阀64基于利用控制阀27进行控制后的先导油压而工作。在本实施方式中，压力传感器66检测利用控制阀27进行调整之前的先导油压。压力传感器67检测利用控制阀27进行调整之后的先导油压。

通过使利用减压阀27A调整了压力后的先导油向方向控制阀64供给，由此滑柱64S在轴向上向一侧移动。通过使利用减压阀27B调整了压力后的先导油向方向控制阀64供给，由此滑柱64S在轴向上向另一侧移动。其结果，调整滑柱64S的轴向上的位置。

例如，工作装置控制器26能够向动臂用减压阀270A以及动臂用减压阀270B的至少一方输出控制信号，从而调整针对与动臂油缸10连接的方向控制阀640的先导油压。

另外，工作装置控制器26能够向斗杆用减压阀271A以及斗杆用减压阀271B的至少一方输出控制信号，从而调整针对与斗杆油缸11连接的方向控制阀641的先导油压。

另外，工作装置控制器26能够向铲斗用减压阀272A以及铲斗用减压阀272B的至少一方输出控制信号，从而调整针对与铲斗油缸12连接的方向控制阀642的先导油压。

在挖掘控制中，工作装置控制器26如上所述那样基于表示挖掘对象的目标形状即设计地形的目标挖掘地形43I(目标挖掘地形数据U)与表示铲斗8的位置的铲斗铲尖位置数据S，根据目标挖掘地形43I与铲斗8之间的距离d来限制动臂6的速度，以使得铲斗8靠近目标挖掘地形43I的速度减小。

在本实施方式中，工作装置控制器26具有输出用于限制动臂6的速度的控制信号的动臂限制部。在本实施方式中，在根据操作装置25的操作而驱动工作装置2的情况下，根据从工作装置控制器26的动臂限制部输出的控制信号来控制(动臂介入控制)动臂6的动作，以使得铲斗8的铲尖8T不侵入目标挖掘地形43I。具体而言，在挖掘控制中，动臂6利用工作装置控制器26来执行上升动作，以使得铲尖8T不侵入目标挖掘地形43I。

在本实施方式中，在先导油路50中设置有基于为了实现动臂介入控制而从工作装置控制器26输出的、与动臂介入控制相关的控制信号进行工作的介入阀27C。在动臂介入控制中，压力被调整为先导油压的先导油在先导油路50中流动。介入阀27C配置在先导油路50中，能够调整先导油路50的先导油压。

在以下说明中，酌情将在动臂介入控制中调整了压力的先导油所流动的先导油路50称作介入用油路501、502。

向与动臂油缸10连接的方向控制阀640供给的先导油在介入用油路501中流动。介入用油路501经由梭形滑阀51而与连接于方向控制阀640的动臂操作用油路4510B以及动臂调整用油路4520B连接。

梭形滑阀51具有两个入口和一个出口。一方的入口与介入用油路501连接。另一方的入口与动臂操作用油路4510B连接。出口与动臂调整用油路4520B连接。梭形滑阀51将介入用油路501以及动臂操作用油路4510B中的、先导油压高的油路与动臂调整用油路4520B连接起来。例如，在介入用油路501的先导油压比动臂操作用油路4510B的先导油压高的情况下，梭形滑阀51以将介入用油路501与动臂调整用油路4520B连接、且不将动臂操作用油路4510B与动臂调整用油路4520B连接的方式工作。其结果，介入用油路501的先导油经由梭形滑阀51而向动臂调整用油路4520B供给。在动臂操作用油路4510B的先导油压比介入用油路501的先导油压高的情况下，梭形滑阀51以将动臂操作用油路4510B与动臂调整用油路4520B连接、且不将介入用油路501与动臂调整用油路4520B连接的方式工作。由此，动臂操作用油路4510B的先导油经由梭形滑阀51而向动臂调整用油路4520B供给。

在介入用油路501中设置有介入阀27C和检测介入用油路501的先导油的先导油压的压力传感器68。介入用油路501包含供通过介入阀27C之前的先导油流动的介入用油路501、以及供通过介入阀27C之后的先导油流动的介入用油路502。介入阀27C被基于为了执行动臂介入控制而从工作装置控制器26输出的控制信号来控制。

在不执行动臂介入控制时，根据通过操作装置25的操作进行调整后的先导油压来驱动方向控制阀64。例如，工作装置控制器26利用动臂用减压阀270B打开动臂操作用油路4510B(全开)，并且利用介入阀27C关闭介入用油路501，以使得根据通过操作装置25的操作进行调整后的先导油压来驱动方向控制阀640。

在执行动臂介入控制时，工作装置控制器26控制各控制阀27，以使得根据利用介入阀27C进行调整后的先导油压来驱动方向控制阀640。例如，在挖掘控制中执行限制动臂6的移动的动臂介入控制的情况下，工作装置控制器26控制介入阀27C，以使得利用介入阀27C进行调整后的介入用油路50的先导油压比利用操作装置25进行调整后的动臂操作用油路4510B的先导油压高。通过这样做，来自介入阀27C的先导油经由梭形滑阀51向方向控制阀640供给。

在为了避免铲斗8侵入目标挖掘地形43I而利用操作装置25使动臂6以高速进行上升动作的情况下，不执行动臂介入控制。在该情况下，以使动臂6以高速进行上升动作的方式对操作装置25进行操作，根据该操作量调整先导油压，由此，使通过操作装置25的操作进行调整的动臂操作用油路4510B的先导油压比利用介入阀27C进行调整的介入用油路501的先导油压高。其结果，通过操作装置25的操作调整了先导油压后的动臂操作用油路4510B的先导油经由梭形滑阀51向方向控制阀640供给。

在动臂介入控制中，工作装置控制器26判定是否满足限制条件。限制条件包括距离d比前述的第一规定值dth1小以及动臂限制速度Vc_bm_lmt比动臂目标速度Vc_bm大。例如，在使动臂6下降的情况下，在动臂6的朝向下方的动臂限制速度Vc_bm_lmt的大小比朝向下方的动臂目标速度Vc_bm的大小小时，工作装置控制器26判定为满足限制条件。另外，在使动臂6上升的情况下，在动臂6的朝向上方的动臂限制速度Vc_bm_lmt的大于比朝向上方的动臂目标速度Vc_bm的大小大时，工作装置控制器26判定为满足限制条件。

在满足限制条件的情况下，工作装置控制器26生成动臂介入指令CBI，控制动臂油缸10的控制阀27，以使得动臂以动臂限制速度Vc_bm_lmt上升。通过这样做，动臂油缸10的方向控制阀640以使动臂以动臂限制速度Vc_bm_lmt上升的方式向动臂油缸10供给工作油，因此，动臂油缸10使动臂6以动臂限制速度Vc_bm_lmt上升。

在实施方式1中，斗杆限制速度Vc_am_lmt的绝对值比斗杆目标速度Vc_am的绝对值小也可以包含于限制条件。限制条件也可以进一步包含其他条件。例如，限制条件也可以包含斗杆操作量为0。限制条件也可以不包含距离d比第一规定值dth1小。例如，限制条件也可以仅是动臂6的限制速度比动臂目标速度大。

第二规定值dth2只要比第一规定值dth1小，则也可以大于0。此时，在动臂6的铲尖8T到达目标挖掘地形43I之前，进行动臂6的限制与斗杆7的限制双方。因此，即便是在动臂6的铲尖8T到达目标挖掘地形43I之前，在动臂6的铲尖8T要超过目标挖掘地形43I时，也能够进行动臂6的限制与斗杆7的限制双方。

(操作杆采用电气式的情况)

在左操作杆25L以及右操作杆25R采用电气式的情况下，工作装置控制器26获取与操作杆25L以及右操作杆25R对应的电位计等的电信号。将该电信号称作操作指令电流值。工作装置控制器26将基于操作指令电流值的开闭指令向控制阀27输出。由于与开闭指令相应的压力的工作油从控制阀27向方向控制阀的滑柱供给而使滑柱移动，因此，经由方向控制阀向动臂油缸10、斗杆油缸11或者铲斗油缸12供给工作油，使它们进行伸缩。

在挖掘控制中，工作装置控制器26将基于挖掘控制的指令值以及操作指令电流值的开闭指令向控制阀27输出。挖掘控制的指令值例如是前述的动臂介入指令CBI，是用于在挖掘控制中执行动臂介入控制的指令值。被输入了开闭指令的控制阀27将与开闭指令相应的压力的工作油向方向控制阀的滑柱供给而使滑柱移动。由于向动臂油缸10的方向控制阀的滑柱供给与挖掘控制的指令值相应的压力的工作油，因此动臂油缸10伸长，使动臂6上升。接下来，对液压挖掘机100的工作装置2挖掘槽时的挖掘控制进行说明。

〈关于槽挖掘〉

图16、图17、图18、图19A以及图19B是示出挖掘槽70时的铲斗8与槽70之间的关系的图。图16以及图19A示出从后方观察液压挖掘机100时的状态，图17以及图19B示出从侧方观察液压挖掘机100时的状态。槽70由对置的槽壁71、72与槽壁71、72之间的槽底73形成。槽70例如为了埋入水道管这样的埋设物而挖掘，在设置埋设物后再掩埋。因此，一般来说，槽70的槽底73的位置精度很重要，槽壁71、72的位置精度不要求那么高。因此，在槽70的挖掘中，槽壁71、72在某种程度上也可以挖入。在槽70的挖掘中，图5所示的工作装置控制器26根据槽底73的目标挖掘地形43I(目标挖掘地形数据U)与铲尖8T的位置信息执行挖掘控制，以使得铲斗8的铲尖8T不过度挖入槽底73。

在本实施方式中，例如，根据铲斗8的铲尖8T与目标挖掘地形43I之间的最短的距离d执行挖掘控制。因此，如图18以及图19A所示，例如，若通过挖掘而铲斗8向一方的槽壁71接近，挖掘铲斗8的宽度方向外侧的部分，则该部分的铲尖8T与槽70(更具体而言是槽壁71)之间的距离最短。在这种情况下，如图19B所示，距离d为负，即铲尖8T位于槽壁71的目标挖掘地形43I的下方，因此，在挖掘控制处于执行中的情况下，工作装置控制器26控制液压挖掘机100的动臂6而使铲斗8上升，以使得铲斗8离开槽壁71。其结果，进行液压挖掘机100的操作人员不希望的动作，给操作人员带来不协调感。这在例如根据铲斗8的宽度方向上的最外侧的铲尖8T与目标挖掘地形43I之间的距离执行挖掘控制的情况下也相同。

图20是用于对从目标挖掘地形43I切出前后方向目标挖掘地形数据U的位置进行说明的图。图21是用于对从目标挖掘地形43I切出前后方向目标挖掘地形数据U的平面进行说明的图。在图20所示的例子中，铲斗8与目标挖掘地形43I在yz平面内倾斜。在这种情况下，宽度方向(y轴向)上的最外侧的铲8Bt的铲尖8T与目标挖掘地形43I之间的距离dm最短。图21所示的平面42m与xz平面平行，并且通过图20所示的铲斗8的宽度方向上的最外侧的铲8Bt的铲尖8T。因此，平面42m与目标施工面41交叉的部分的信息是铲斗8的铲尖8T与目标挖掘地形43I之间的最短的距离d的位置处的前后方向目标挖掘地形数据U。

前后方向目标挖掘地形数据U也可以在铲斗8的宽度方向中央的位置从目标挖掘地形43I切出。在图20所示的例子中，根据宽度方向中央的铲8Bc的铲尖8T与目标挖掘地形43I之间的距离dc、以及在宽度方向中央的铲8Bc的铲尖8T的位置切出的前后方向目标挖掘地形数据U来进行挖掘控制。图21所示的平面42与xz平面平行，并且通过图20所示的铲斗8的宽度方向中央的铲8Bt的铲尖8T。因此，平面42与目标挖掘地形43I交叉的部分的信息是铲斗8的宽度方向中央的位置处的前后方向目标挖掘地形数据U。

在本实施方式中，存在基于铲斗8的铲尖8T与目标挖掘地形43I之间的最短的距离d的挖掘控制、基于铲斗8的宽度方向中央的铲8Bc的铲尖8T与目标挖掘地形43I之间的距离dc的挖掘控制、以及基于铲斗8的宽度方向上的最外侧的铲尖8T与目标挖掘地形43I之间的距离的挖掘控制。液压挖掘机100的操作人员例如能够通过操作图2所示的开关29S来切换所述挖掘控制。

在挖掘控制中，若工作装置控制器26使用铲斗8的宽度方向中央的位置处的前后方向目标挖掘地形数据U，即使铲斗8的宽度方向外侧挖入图18以及图19A所示的槽壁71或者槽壁72，也能抑制操作人员不希望的铲斗8的上升。这是由于：通过使用铲斗8的宽度方向中央的位置处的前后方向目标挖掘地形数据U，即使在铲斗8的宽度方向外侧挖入槽壁71或者槽壁72的情况下，也根据与槽底73对应的目标施工信息T生成前后方向目标挖掘地形数据U。这样，工作装置控制器26能够使工作装置2按照操作人员的意愿动作。

在本实施方式中，在使用挖掘控制挖掘槽70的情况下，若选择例如使用铲斗8的宽度方向中央的位置处的前后方向目标挖掘地形数据U的模式，则在挖掘槽70的情况下，能够在某种程度上避免操作人员不希望的动作。但是，在继续进行槽70的挖掘与其他作业的情况下，操作人员有时忘记选择使用铲斗8的宽度方向中央的位置处的前后方向目标挖掘地形数据U的模式。在这样的情况下，存在产生操作人员不希望的动作的可能性。在本实施方式中，为了即使在维持使用铲斗8的铲尖8T与目标挖掘地形43I之间的最短的距离d的模式的状态下使用挖掘控制来挖掘槽70的情况下，也抑制操作人员不希望的铲斗8的动作，而使用前述的宽度方向目标挖掘地形数据Uw。

〈挖掘槽70时的挖掘控制〉

图22以及图23是用于对切出宽度方向目标挖掘地形数据Uw的平面45进行说明的图。作为第一切出面的平面45从表示目标形状的作为第一目标施工面的目标施工面41以及与目标施工面41的侧方相连的作为第二目标施工面的目标施工面41S切出宽度方向目标挖掘地形数据Uw。作为第二切出面的平面42从表示目标形状的作为第一目标施工面的目标施工面41切出前述的前后方向目标挖掘地形数据U。平面45是与工作装置动作平面交叉(在本实施方式中是正交)并且与全局坐标系中的铅垂方向平行的平面。平面42是工作装置2的动作平面或者与动作平面平行的平面。在本实施方式中，图1所示的工作装置2中的斗杆2进行动作的规定的平面、即前述的斗杆动作平面或者与斗杆动作平面平行的平面是平面42。

在平面42以及平面45从目标施工面41切出目标挖掘地形43I的情况下，平面42以及平面45均通过挖掘对象位置44。挖掘对象位置44是在全局坐标系中通过铲尖8T的当前时刻的铲尖位置P4且沿铅垂方向向下延伸的垂线与目标施工面41的交点。根据在铲斗8的宽度方向中央从目标施工面41切出目标挖掘地形43I，或在宽度方向外侧切出目标挖掘地形43I，或在铲尖8T与目标挖掘地形43I之间的最短距离处的位置切出目标挖掘地形43I，铲尖位置P4的铲斗8的宽度方向的位置发生变化。

平面42与目标施工面41交叉的部分处的目标施工面41的位置信息、即交线43的位置信息是前后方向目标挖掘地形数据U。利用前后方向目标挖掘地形数据U生成前后方向上的目标挖掘地形43I。如图23所示，以交线43作为基准，在侧视液压挖掘机100时，平面45与图22所示的目标施工面41交叉的部分的位置信息、即交线46的位置信息是宽度方向目标挖掘地形数据Uw。利用宽度方向目标挖掘地形数据Uw生成宽度方向上的目标挖掘地形46I。

图24是示出挖掘槽70时的目标挖掘地形46I与液压挖掘机100的铲斗8之间的关系的图。图24所示的槽70利用目标挖掘地形46I、即宽度方向目标挖掘地形数据Uw所包含的信息中的、第一拐点Pv1、第二拐点Pv2、第三拐点Pv3、第四拐点Pv4以及连接它们的直线表示。第一拐点Pv1与第二拐点Pv2之间是槽底73，第二拐点Pv2与第三拐点Pv3之间是槽壁71，第一拐点Pv1与第三拐点Pv3之间是槽壁72。

图24中的直线LN1、LN2、LN3是与局部坐标系(x，y，z)中的yz平面内的水平线、即y轴平行的线。包含直线LN1、直线LN2或者直线LN3且与局部坐标系(x，y，z)中的z轴正交的平面是与局部坐标系(x，y，z)中的xy平面平行的平面、即局部坐标系(x，y，z)的水平面。局部坐标系(x，y，z)中的水平面与铅垂方向之间的关系根据液压挖掘机100的姿态而发生变化。

第一拐点Pv1的坐标是(y1，z1)，第二拐点Pv2的坐标是(y2，z2)，第三拐点Pv3的坐标是(y3，z3)，第四拐点Pv4的坐标是(y4，z4)。目标挖掘地形46I相对于局部坐标系(x，y，z)的水平面的角度α能够使用第一拐点Pv1以及第二拐点Pv2等坐标求出。例如，在图24所示的例子中，铲斗8的正下方的目标挖掘地形46I的、相对于局部坐标系(x，y，z)的水平面的角度、即连结第一拐点Pv1与第二拐点Pv2的直线与直线LN1所成的角度α1能够利用arctan((z2-z1)/(y2-y1))求出。从液压挖掘机100的后方观察时，右侧的目标挖掘地形46I的、相对于局部坐标系(x，y，z)的水平面的角度α2能够利用arctan((z3-z2)/(y3-y2))求出。从液压挖掘机100的后方观察时，左侧的目标挖掘地形46I的、相对于局部坐标系(x，y，z)的水平面的角度α3能够利用arctan((z1-z4)/(y1-y4))求出。这样，目标挖掘地形46I的、相对于局部坐标系(x，y，z)的水平面的角度α至少能够根据两个拐点的坐标求出。前后方向上的目标挖掘地形43I也同样地获取。

工作装置控制器26根据从显示控制器28获取的工作装置2的位置、更具体而言是铲斗8的铲尖位置P4、前后方向目标挖掘地形数据U以及宽度方向目标挖掘地形数据Uw来执行挖掘控制。更具体而言，工作装置控制器26根据前后方向目标挖掘地形数据U来执行工作装置2的前后方向上的挖掘控制，图5所示的工作装置控制器26的控制可否判定部58根据宽度方向目标挖掘地形数据Uw使执行中的挖掘控制停止，或使停止中的挖掘控制再次开始。这样，在本实施方式中，挖掘控制中的动臂6的控制量根据前后方向目标挖掘地形数据U而求出。宽度方向目标挖掘地形数据Uw在判定使挖掘控制停止还是执行时使用。

在本实施方式中，工作装置控制器26的控制可否判定部58从显示控制器28获取宽度方向目标挖掘地形数据Uw。控制可否判定部58在铲斗8的正下方的宽度方向目标挖掘地形数据Uw相对于水平面的角度α为预先确定的大小(以下，酌情称作倾斜角度阈值)αc以上的情况下，使挖掘控制停止。在本实施方式中，倾斜角度阈值αc为70度，但不限定于此。在图24所示的例子中，铲斗8的正下方的宽度方向目标挖掘地形数据Uw的、相对于与直线LN1对应的水平面的角度α1比倾斜角度阈值αc小。在这种情况下，控制可否判定部58使执行中的挖掘控制继续。

在图24所示的例子中，上部回转体3例如向从液压挖掘机100的后方观察时的右侧回转，使槽壁71位于铲斗8的正下方。与槽壁71对应的宽度方向目标挖掘地形数据Uw相对于与直线LN2对应的水平面的角度α2在倾斜角度阈值αc以上。在这种情况下，控制可否判定部58使执行中的挖掘控制停止。其结果，即便铲斗8挖掘槽壁71，工作装置控制器26也不会使铲斗8向离开槽壁71的方向移动，而基于动臂目标速度Vc_bm、斗杆目标速度Vc_am以及铲斗目标速度Vc_bkt分别对动臂6、斗杆7以及铲斗8进行控制。通过这样做，在液压挖掘机100一边执行挖掘控制一边挖掘槽70的情况下，当铲斗8挖掘了槽壁71、72时，工作装置2按照操作人员的操作而动作。其结果，工作装置2按照操作人员的意愿进行动作，因此减少了操作人员所感到的不协调感。

上部回转体3从铲斗8位于槽壁71的上方的状态向从液压挖掘机100的后方观察时的左侧回转，使槽底73再次位于铲斗8的正下方。在这种情况下，铲斗8的正下方的宽度方向目标挖掘地形数据Uw相对于与直线LN1对应的水平面的角度α1比倾斜角度阈值αc小。于是，控制可否判定部58使停止的挖掘控制再次开始。通过这样的控制，由于在液压挖掘机100挖掘槽底73的情况下执行挖掘控制，因此能抑制铲斗8的铲尖8T越过槽底73的目标挖掘地形43I、46I进行挖掘，能抑制槽底73的尺寸以及位置的精度降低。工作装置控制器26也可以根据宽度方向上的目标挖掘地形执行挖掘控制。在本实施方式中，说明了不使用在铲斗8的宽度方向中央位置设定前后方向目标挖掘地形数据U的模式的情况，但使用模式设定的情况或者不存在模式设定的情况也可以包含于本实施方式。接下来，对使用本实施方式的作业机械的控制方法挖掘槽70时的控制例进行说明。

(本实施方式的作业机械的控制方法的控制例)

图25是示出挖掘槽70时的控制例的流程图。在步骤S101中，当通过操作人员操作图2所示的开关29S而挖掘控制开始时，在步骤S102中，图5所示的显示控制器28从传感器控制器39获取倾斜角θ1、θ2、θ3，根据倾斜角θ1、θ2、θ3以及液压挖掘机100的回转中心位置数据XR生成铲斗铲尖位置数据S。在步骤S103中，图5所示的工作装置控制器26求出目标挖掘地形43I与铲斗8的铲尖8T之间的距离d。

在步骤S104中，工作装置控制器26求出液压挖掘机100的操作人员操作工作装置2而产生的目标挖掘地形43I方向的铲尖速度、具体而言是动臂目标速度Vc_bm。接下来，在步骤S105中，图5所示的工作装置控制器26的控制可否判定部58从工作装置控制器26获取铲斗8的正下方的目标挖掘地形46I(宽度方向目标挖掘地形数据Uw)以及铲尖位置P4，求出目标挖掘地形46I相对于水平面的角度α。并且，控制可否判定部58对所获取的角度α与倾斜角度阈值αc进行比较。比较的结果是，在α≥αc的情况下(步骤S105中为Yes)，铲斗8的正下方是槽70的槽壁71、72。因此，在步骤S106中，控制可否判定部58使挖掘控制停止。在这种情况下，工作装置2按照操作人员对工作装置控制器26进行的操作而动作。

在α＜αc的情况下(步骤S105中为No)，铲斗8的正下方不是槽70的槽壁71、72，因此处于可以执行挖掘控制的状态。在这种情况下，在步骤S107中，控制可否判定部58使挖掘控制执行。因此，在铲斗8的铲尖8T想要越过目标挖掘地形46I而对挖掘对象进行挖掘的情况下，工作装置控制器26例如使动臂6上升，来抑制铲斗8越过目标挖掘地形46I而挖入。

(实施方式2)

图26是示出在挖掘槽70时液压挖掘机100的铲斗8趋向侧壁71a的状态的图。图27是示出从液压挖掘机100的后方观察铲斗8时的状态的图。图28是用于对铲斗8靠近侧壁71a时的速度分量进行说明的图。图29是示出铲斗8的铲尖8T与侧壁71a之间的距离d的图。图30是用于对动臂限制速度Vc_bm_lmt进行说明的图。

在实施方式2中，在工作装置2、更具体而言是铲斗8具有其宽度方向的速度分量的情况下，根据工作装置2的宽度方向的目标挖掘地形46I(宽度方向目标挖掘地形数据Uw)执行挖掘控制。例如，如图26所示，在液压挖掘机100挖掘地面73A时，通过例如上部回转体3进行回转(在本例中是图26的箭头RD所示的方向)，从而工作装置2朝向侧壁71a的方向移动。在这种情况下，在以槽的挖掘作为对象的实施方式1中使挖掘控制停止，但在本实施方式中，在工作装置2的宽度方向上也执行挖掘控制，以使得铲斗8不会越过侧壁71a的目标挖掘地形74而挖入。具体而言，例如，工作装置控制器26在如图27所示那样铲斗8以速度Vct朝向侧壁71a接近的情况下若判定为存在铲斗8越过侧壁71a的目标挖掘地形74而挖入的可能性，则例如使图1所示的动臂6上升来避免该情况。

在本实施方式中，工作装置控制器26在工作装置2产生其宽度方向的速度分量的情况下，执行宽度方向上的挖掘控制。工作装置2的宽度方向的速度分量通过图1所示的上部回转体3的回转而产生。另外，在液压挖掘机100的局部坐标系的xy平面中，在工作装置2相对于行驶装置5的行进方向倾斜的情况下，也产生工作装置2的宽度方向的速度分量。在本实施方式中，对在产生上部回转体3的回转的情况下执行宽度方向上的挖掘控制的例子进行了说明，但在因行驶装置5的行驶而产生工作装置2的宽度方向的速度分量的情况下，也可以执行宽度方向上的挖掘控制。另外，在行驶装置5行驶的情况下，也可以停止宽度方向上的挖掘控制。

图31是示出宽度方向上的挖掘控制的处理例的流程图。在以下说明中，对执行宽度方向上的挖掘控制以避免铲斗8过度挖入槽70的侧壁71a的例子进行说明，但挖掘对象除了侧壁71a之外，也可以是例如法面等。宽度方向上的目标挖掘地形74以与根据图22所示的挖掘对象位置44获取目标挖掘地形46I(宽度方向目标挖掘地形数据Uw)的情况相同的方法来获取。

在执行宽度方向上的挖掘控制时，图5所示的工作装置控制器26的存储部26M作为目标速度信息而存储有规定回转操作量MR与回转目标角速度ωct的关系的信息。在步骤S21中，图5所示的目标速度确定部52从操作装置25获取回转操作量MR，根据所获取的回转操作量MR求出回转目标角速度ωct。接下来，在步骤S22中，目标速度确定部52根据倾斜角θ1、θ2、θ3以及动臂6的长度L1、斗杆7的长度L2以及铲斗8的长度L3求出图3A所示的回转轴z与铲斗8的铲尖8T之间的距离LR。该距离LR是铲尖8T的回转半径。在步骤S23中，目标速度确定部52通过将回转目标角速度ωct与铲尖8T的回转半径(距离LR)相乘来求出铲尖8T的回转目标速度Vct。

接下来，在步骤S24中，如图28所示，目标速度确定部52将回转目标速度Vct转换为与目标挖掘地形74(宽度方向目标挖掘地形数据Uw)垂直的方向的速度分量(以下，酌情称作垂直速度分量)Vcy_t、以及与目标挖掘地形74(宽度方向目标挖掘地形数据Uw)平行的方向的速度分量(以下，酌情称作水平速度分量)Vcx_t。在图28所示的例子中，相对于与侧壁71a对应的目标挖掘地形74求出垂直速度分量Vcy_t以及水平速度分量Vcx_t。在图28所示的例子中，侧壁71a相对于液压挖掘机100的局部坐标系(x，y，z)的水平面HL、即与xy平面平行的平面以角度α倾斜。因此，垂直速度分量Vcy_t能够利用Vct×cos(π/2-α)求出，水平速度分量Vcx_t能够利用Vct×sin(π/2-α)求出。

在步骤S25中，图5所示的工作装置控制器26的距离获取部53获取如图29所示那样铲斗8的铲尖8T和与侧壁71a对应的目标挖掘地形74之间的距离d。详细地说，距离获取部53根据如前所述那样获取的铲尖8T的位置信息以及表示目标挖掘地形74的位置的宽度方向目标挖掘地形数据Uw，计算出铲斗8的宽度方向中央的铲尖8T与目标挖掘地形74之间的距离d。在这种情况下，也可以为，距离获取部53计算出铲斗8的铲尖8T与目标挖掘地形74之间的最短的距离，工作装置控制器26基于此执行宽度方向上的挖掘控制。

在步骤S26中，图5所示的工作装置控制器26的限制速度确定部54根据铲斗8的铲尖8T与目标挖掘地形74之间的距离d来计算出图1所示的工作装置2整体的限制速度Vcy_lmt。工作装置2整体的限制速度Vcy_lmt与实施方式1相同，因此省略说明。在步骤S27中，如图30所示，限制速度确定部54从工作装置2整体的限制速度Vcy_lmt减去回转目标速度Vct的垂直速度分量Vcy_t，由此计算出动臂6的限制垂直速度分量Vcy_bm_lmt。

在步骤S28中，如图30所示，限制速度确定部54将动臂6的限制垂直速度分量Vcy_bm_lmt转换为动臂6的限制速度(动臂限制速度)Vc_bm_lmt。具体而言，通过将限制垂直速度分量Vcy_bm_lmt与sin(π/2-α)相乘而获得动臂限制速度Vc_bm_lmt。在步骤S29中，在基于动臂介入指令CBI的先导压力比基于动臂6的操作而生成的先导压力大的情况下，工作装置控制器26的工作装置控制部57生成动臂指令信号CB，来控制图2以及图15所示的介入阀27C，以使得动臂6的速度成为动臂限制速度Vc_bm_lmt。

在本实施方式中，通过执行宽度方向上的挖掘控制，能够避免例如在挖掘后使上部回转体3回转时铲斗与法面等接触的情况。在本实施方式中，工作装置控制器26a也可以同时执行宽度方向上的挖掘控制和前后方向上的挖掘控制这两方。另外，工作装置控制器26也可以根据有无工作装置2的回转来切换并执行前后方向上的挖掘控制与宽度方向上的挖掘控制。例如，在工作装置2在前后方向上的挖掘控制中进行回转的情况下，也可以为，工作装置控制器26使前后方向上的挖掘控制停止，而仅执行宽度方向上的挖掘控制，在工作装置2的回转停止的情况下，使宽度方向上的挖掘控制停止，而使前后方向上的挖掘控制再次开始。工作装置控制器26也可以根据宽度方向上的目标挖掘地形来执行挖掘控制。接下来，对基于将回转目标速度Vct与前后方向的目标速度Vft合成而得到的速度的挖掘控制进行说明。

(基于合成速度的挖掘控制)

图32是示出基于将回转目标速度Vct与前后方向的目标速度Vft合成而得到的速度进行的挖掘控制的处理的流程图。图33是求出前后方向的目标速度Vft的方法的说明图。图34是示出求出将回转目标速度Vct与前后方向的目标速度Vft合成而得到的速度Vt的方法的图。图35是用于对铲斗8向与侧壁71a对应的目标挖掘地形74接近时的速度分量进行说明的图。图36是用于对动臂限制速度Vt_bm_lmt进行说明的图。在步骤S31中，图5所示的目标速度确定部52求出工作装置2的回转目标速度Vct与前后方向的目标速度Vft。求出回转目标速度Vct的方法如前所述，故而省略。

工作装置2的前后方向的目标速度Vft以如下方式求出。如图33所示，目标速度确定部52根据局部坐标系的垂直轴与动臂目标速度Vc_bm的方向所成的角度β2，通过三角函数将动臂目标速度Vc_bm转换为局部坐标系的垂直轴方向的速度分量VL1-bm与水平轴方向的速度分量VL2_bm。目标速度确定部52根据局部坐标系的垂直轴与斗杆目标速度Vc_am的方向所成的角度β3，通过三角函数将斗杆目标速度Vc_am转换为局部坐标系的垂直轴方向的速度分量VL1_am与水平轴方向的速度分量VL2_am。目标速度确定部52根据局部坐标系的垂直轴与铲斗目标速度Vc_bk的方向所成的角度β4，通过三角函数将铲斗目标速度Vc_bk转换为局部坐标系的垂直轴方向的速度分量VL1_bk与水平轴方向的速度分量VL2_bk。

目标速度确定部52从斗杆的水平轴方向上的速度分量VL2_am以及铲斗的水平轴方向上的速度分量VL2_bk减去动臂水平轴方向的速度分量VL2_bm。该值是前后方向的目标速度Vft。

求出回转目标速度Vct以及前后方向的目标速度Vft之后，在步骤S32中，目标速度确定部52求出将它们合成而得到的速度Vt(参照图34)。以下，将回转目标速度Vct与前后方向的目标速度Vft合成而得到的速度Vt称作控制目标速度Vt。控制目标速度Vt利用求出。

接下来，在步骤S33中，如图35所示，目标速度确定部52将控制目标速度Vt转换为与目标挖掘地形74(宽度方向目标挖掘地形数据Uw)垂直的方向的速度分量(以下，酌情称作垂直速度分量)Vty_t、以及与目标挖掘地形74(宽度方向目标挖掘地形数据Uw)平行的方向的速度分量(以下，酌情称作水平速度分量)Vtx_t。在图35所示的例子中，相对于与图34所示的侧壁71a对应的目标挖掘地形74求出垂直速度分量Vty_t以及水平速度分量Vtx_t。在图35所示的例子中，侧壁71a相对于液压挖掘机100的局部坐标系(x，y，z)的水平面HL、即与xy平面平行的平面以角度α倾斜。因此，垂直速度分量Vty_t能够利用Vt×cos(π/2-α)求出，水平速度分量Vtx_t能够利用Vt×sin(π/2-α)求出。

在步骤S34中，图5所示的工作装置控制器26的距离获取部53获取如之前说明的图29所示那样铲斗8的铲尖8T和与侧壁71a对应的目标挖掘地形74之间的距离d。详细地说，距离获取部53根据如前所述那样获取的铲尖8T的位置信息以及表示目标挖掘地形46I的位置的宽度方向目标挖掘地形数据Uw来计算出铲斗8的宽度方向中央的铲尖8T与目标挖掘地形46I之间的距离d。在这种情况下，也可以为，距离获取部53计算出铲斗8的铲尖8T与目标挖掘地形46I之间的最短的距离，工作装置控制器26基于此执行宽度方向上的挖掘控制。

在步骤S35中，图5所示的工作装置控制器26的限制速度确定部54根据铲斗8的铲尖8T与目标挖掘地形46I之间的距离d来计算出图1所示的工作装置2整体的限制速度Vty_lmt。工作装置2整体的限制速度Vty_lmt与实施方式1相同，故而省略说明。在步骤S36中，如图36所示，限制速度确定部54从工作装置2整体的限制速度Vty_lmt减去回转目标速度Vct的垂直速度分量Vty_t，由此计算出动臂6的限制垂直速度分量Vty_bm_lmt。

在步骤S37中，如图30所示，限制速度确定部54将动臂6的限制垂直速度分量Vty_bm_lmt转换为动臂6的限制速度(动臂限制速度)Vt_bm_lmt。具体而言，通过将限制垂直速度分量Vty_bm_lmt与sin(π/2-α)相乘而得到动臂限制速度Vt_bm_lmt。在步骤S38中，在基于动臂介入指令CBI的先导压力比基于动臂6的操作而生成的先导压力大的情况下，工作装置控制器26的工作装置控制部57生成动臂指令信号CB，来控制图2所示的介入阀27C，以使得动臂6的速度成为动臂限制速度Vt_bm_lmt。

在本例中，工作装置控制器26通过使用将回转目标速度Vct与前后方向的目标速度Vft合成而得到的控制目标速度Vt，能够获取考虑了工作装置2的前后方向与宽度方向的操作的目标挖掘地形74。因此，在挖掘控制中，不需要进行工作装置2的前后方向与宽度方向的切换，因此能够实现顺畅的挖掘控制。

(变形例)

在本实施方式中，根据从操作装置25得到的回转操作量MR求出铲尖8T的回转目标速度Vct。在本变形例中，根据图2所示的IMU24的检测结果以及利用位置检测装置19检测到的GNSS天线21、22的基准位置数据P1、P2，求出铲尖8T的回转目标速度Vct。在本变形例中，使用IMU24的检测结果以及利用位置检测装置19检测到的GNSS天线21、22的基准位置数据P1、P2来预测工作装置2的位置。

图37是示出显示控制器28以及变形例涉及的工作装置控制器26a和传感器控制器39a的框图。图38A以及图38B是示出液压挖掘机100的姿态的图。工作装置控制器26a与在实施方式1中说明的工作装置控制器26(参照图5)相同，不同之处在于具备预测修正部59这一点。预测修正部59从显示控制器28获取表示上部回转体3、即工作装置2所朝向的方位的回转体方位数据Q。预测修正部59从IMU24获取上部回转体3的回转角速度ω。预测修正部59根据回转角速度数据Dω对回转体方位数据Q进行预测修正。

例如，预测修正部59通过将回转角速度ω与延迟时间t相乘来计算出预测回转角ω·t。延迟时间t指的是生成铲斗铲尖位置数据S以及目标挖掘地形数据U所需的预测时间。例如，在本实施方式中，位置检测装置19例如以约100msec.左右的周期检测GNSS天线21、22的基准位置数据P1、P2并向显示控制器28输出，因此，为了从工作装置控制器26获取自显示控制器28输出的铲斗铲尖位置数据S以及目标挖掘地形数据U，至少需要约100msec.左右的时间。另外，在显示控制器28发生了中断运算的情况下，为了从工作装置控制器26获取铲斗铲尖位置数据S以及目标挖掘地形数据U而需要更多的时间。

预测修正部59根据从铲斗铲尖位置数据生成部28B获取的上部回转体3的回转体方位数据Q的方位、从IMU29获取的角速度ω、预测的延迟时间t，生成表示回转了预测回转角ω·t的时刻的预测方位的修正回转体方位数据R。利用修正回转体方位数据R表示的预测方位是目标挖掘地形数据U的生成时刻的上部回转体3、即工作装置2的方位。

预测修正部59从IMU24获取上部回转体3相对于宽度方向的倾斜角θ4以及上部回转体3相对于前后方向的倾斜角θ5。预测修正部59根据预测方位数据R以及倾斜角θ4和倾斜角θ5来计算出基于修正回转体方位数据R的上部回转体3的预测方位。预测修正部59计算出预测方位处的预测倾斜角θ4’、θ5’。接下来，设想如图38A所示那样液压挖掘机100在倾斜角θ6的坡地向前作业，之后如图38B所示那样上部回转体3回转而变为朝向侧方的情况，对预测倾斜角θ4’、θ5’进行说明。

在回转动作的前后，上部回转体3相对于前后方向的倾斜角θ5从θ6逐渐减小至0。另一方面，相对于侧方方向的倾斜角θ4从0逐渐增大至θ6。因此，预测修正部59能够根据回转角速度ω来计算出经过延迟时间t后的预测倾斜角θ4’、θ5’。预测修正部59将预测倾斜角θ4’、θ5’向铲斗铲尖位置数据生成部28B输出。当液压挖掘机100在坡地等进行作业时，即使在上部回转体3的倾斜角θ4、θ5伴随着回转而变化的状况下，也能够进行上部回转体3的倾斜的预测修正。

图39是用于对预测修正部59更新修正回转体方位数据R的处理进行说明的流程图。图40是用于对与上部回转体3的动作相应地执行的预测修正部59的处理进行说明的图。参照图38A、图38B以及图40对预测修正部59的修正回转体方位数据R的更新进行说明。在步骤S201中，预测修正部59例如以10Hz周期(第二周期的一例)从全局坐标运算部23获取表示上部回转体3所朝向的方位的回转体方位数据Q。

在步骤S202中，预测修正部59例如以100Hz周期(第一周期的一例)从IMU24获取以回转轴z作为中心的回转角速度ω、上部回转体3相对于前后方向的倾斜角θ4和上部回转体3相对于左右方向的倾斜角θ5。在步骤S203中，预测修正部59与获取回转体方位数据Q相应地使用最新的回转角速度ω更新为表示使上部回转体3回转了ω·t之后的上部回转体3的方位的修正回转体方位数据R、上部回转体3相对于前后方向的预测倾斜角θ4’以及上部回转体3相对于左右方向的预测倾斜角θ5’。

在步骤S204中，预测修正部59将更新后的修正回转体方位数据R、预测倾斜角θ4’、θ5’向铲斗铲尖位置数据生成部28B输出。预测修正部59通过每当获取回转体方位数据Q都重复进行步骤S201～S204来更新修正回转体方位数据R、预测倾斜角θ4’、θ5’。

这样，预测修正部59通过使用与回转体方位数据Q相比计测周期较早的由IMU24生成的回转角速度ω以及倾斜角θ4、θ5，能够以比回转体方位数据Q高的周期生成修正回转体方位数据R以及预测倾斜角θ4’、θ5’。另外，修正回转体方位数据R以及预测倾斜角θ4’、θ5’也能够利用从全局坐标运算部23获取的回转体方位数据Q来更新有可能包含热漂移的变动的回转角速度ω以及倾斜角θ4、θ5。因此，能够相对于延迟时间t输出与用于生成目标挖掘地形数据U的周期关联的修正回转体方位数据R以及预测倾斜角θ4’、θ5’。

预测修正部59根据表示上部回转体3的回转角速度ω的回转角速度ω(动作数据的一例)与延迟时间t对回转体方位数据Q进行预测修正，由此生成修正回转体方位数据R(修正回转体配置数据的一例)。铲斗铲尖位置数据生成部28B根据基准位置数据P1、回转体方位数据Q以及修正回转体方位数据R来生成表示铲斗8的铲尖8T的位置的铲斗铲尖位置数据S(工作装置位置数据的一例)。目标挖掘地形数据生成部28C根据铲斗铲尖位置数据S以及目标施工信息T来生成目标挖掘地形数据U。延迟时间t包括生成铲斗铲尖位置数据S以及目标挖掘地形数据U所需的时间以及工作装置控制器26获取所生成的目标挖掘地形数据U所需的通信时间。生成铲斗铲尖位置数据S以及目标挖掘地形数据U所需的时间要考虑在显示控制器28内发生了中断运算时的运算延迟。考虑到这些，在本实施方式中，假定延迟时间t为约0.4秒左右，但延迟时间t也能够根据工作装置控制器26以及显示控制器28的规格等相应地酌情变更。

这样，预测修正部59能够根据上部回转体3的回转角速度ω来预测目标挖掘地形数据U的生成时刻的、上部回转体3所朝向的方位。因此，铲斗铲尖位置数据生成部28B能够预测经过了延迟时间t后的时刻的铲斗8的铲尖8T的位置(工作装置2的位置)。其结果，目标挖掘地形数据生成部28C能够生成与经过了延迟时间t后的时刻的铲斗8的铲尖8T的位置对应的目标挖掘地形数据U。工作装置控制器26使用考虑了延迟时间t的目标挖掘地形数据U来执行宽度方向上的挖掘控制，因此能够根据与铲斗8此后作为挖掘对象的部分接近的目标挖掘地形数据U来控制工作装置2。

预测修正部59例如以100Hz(第一周期的一例)获取回转角速度ω，例如以10Hz(第二周期的一例)获取回转体方位数据Q。因此，预测修正部59能够使用定期获取的回转体方位数据Q来生成修正回转体方位数据R。因此，即使生成回转角速度ω的IMU24发生热漂移，也能够以例如每隔10Hz更新的回转体方位数据Q作为基准来计算出修正方位。其结果，能够持续生成表示修正方位的修正回转体方位数据R。

在本实施方式中，IMU24作为表示上部回转体3的动作的动作数据而获取表示上部回转体3的回转角速度ω的回转角速度ω、倾斜角θ4、θ5，但不限于此。IMU24也可以获取表示上部回转体3的倾斜的倾斜角度的变化。上部回转体3的倾斜角指的是每单位时间内的倾斜角θ4、θ5(参照图3A以及图3B)的变化量。通过代替回转角速度ω而使用这样的倾斜角度的变化，在液压挖掘机100发生了转动的情况下，也能够获取经过延迟时间t的时刻的铲斗8的铲尖8T的位置，因此，目标挖掘地形数据生成部28C能够生成与经过了延迟时间t的时刻的铲斗8的铲尖8T的位置对应的目标挖掘地形数据U。

在本实施方式中，预测修正部59获取利用IMU24生成的回转角速度ω，但不限于此。预测修正部59能够根据由设于上部回转体3的电位计检测出的回转角度以及从操作装置25输出的回转操作量MR来获取回转角速度ω。另外，预测修正部59也能够从全局坐标运算部23获取GNSS天线21、22的基准位置数据P1、P2，并根据两个基准位置数据P1、P2获取回转角速度ω。

在本实施方式中，铲斗铲尖位置数据生成部28B根据基准位置数据P1与回转体方位数据Q来计算出液压挖掘机100的回转中心的位置，但不限于此。铲斗铲尖位置数据生成部28B也可以代替回转体方位数据Q而使用表示GNSS天线21接收到基准位置数据P1的时刻的上部回转体3的方位的、利用磁传感器等方位传感器获取的数据。

在本实施方式中，预测修正部59例如以10Hz周期(第二周期的一例)从全局坐标运算部23获取回转体方位数据Q，但若无需考虑IMU24的热漂移，只要至少获取一次回转体方位数据Q即可。在这种情况下，预测修正部59以所获取的回转体方位数据Q作为基准随时将回转角速度ω相加，由此能够以例如100Hz周期(第一周期的一例)更新上部回转体3的方位。

在本实施方式中，显示控制器28作为工作装置位置数据而生成铲斗铲尖位置数据S，但不限于此。显示控制器28也可以代替铲斗铲尖位置数据S而获取表示铲斗8的任意位置的位置数据。另外，显示控制器28也可以获取表示相对于铲斗铲尖位置数据S的目标挖掘地形数据Ua更接近的任意位置的位置数据。另外，利用显示控制器28进行的目标施工信息的储存、铲斗铲尖位置数据的生成以及目标挖掘地形数据的生成中的至少一方也可以由工作装置控制器26执行。传感器控制器39所执行的各处理也可以由工作装置控制器26执行。

液压挖掘机100也可以是能够执行基于工作装置2的宽度方向上的目标挖掘地形46I的挖掘控制、以及基于液压挖掘机100的前后方向上的目标挖掘地形43I的前后方向的挖掘控制这两方。另外，液压挖掘机100也可以是能够执行仅基于工作装置2的宽度方向上的目标挖掘地形46I的挖掘控制。

以上，说明了实施方式1以及实施方式2，但并不利用前述的内容限定实施方式1以及实施方式2。另外，前述的构成要素包含本领域技术人员容易想到的要素、实际上相同的要素、所谓的等同范围内的要素。此外，前述的构成要素能够酌情组合。此外，在不脱离实施方式1以及实施方式2的宗旨的范围内，能够进行构成要素的各种省略、替换以及变更中的至少一方。例如，工作装置2具有动臂6、斗杆7以及铲斗8，但装配于工作装置2的配件不局限于此，不限定为铲斗8。作业机械不限定为液压挖掘机100，例如，也可以是推土机或者机动平路机等。

附图标记说明

1 车辆主体

2 工作装置

3 上部回转体

6 动臂

7 斗杆

8 铲斗

8T 铲尖

10 动臂油缸

11 斗杆油缸

12 铲斗油缸

19 位置检测装置

21、22 天线

23 全局坐标运算部

25 操作装置

25R 右操作杆

25L 左操作杆

26、26a 工作装置控制器

26M 存储部

26P 处理部

27 电磁阀

28 显示控制器

28A 目标施工信息储存部

28B 铲斗铲尖位置数据生成部

28C 目标挖掘地形数据生成部

29S 开关

29 显示部

35 发动机

36、37 液压泵

38 回转马达

41 目标施工面

42、42m、42c、44、45 平面

43、46 交线

43I、46I 目标挖掘地形

44 挖掘对象位置

52 目标速度确定部

53 距离获取部

54 限制速度确定部

57 工作装置控制部

58 控制可否判定部

59 预测修正部

60 基准桩

60T 前端

70 槽

71、72 槽壁

73 槽底

100 液压挖掘机

200 作业机械的控制系统(控制系统)

300 液压系统

Claims (27)

1.一种作业机械的控制系统，其是控制具备设有作业工具的工作装置的作业机械的控制系统，所述作业机械的控制系统包括：

位置检测部，其检测所述作业机械的位置信息；

生成部，其根据利用所述位置检测部检测到的所述位置信息求出所述工作装置的位置，并且生成第一目标挖掘地形信息，该第一目标挖掘地形信息是第一切出面与表示目标形状的至少一个目标施工面交叉的部分的信息，该第一切出面与所述工作装置进行动作的平面即工作装置动作平面交叉且与铅垂方向平行；以及

工作装置控制部，其根据从所述生成部获取的所述第一目标挖掘地形信息来执行挖掘控制，将所述工作装置向挖掘对象接近的方向的速度控制在限制速度以下，

所述作业机械具备供所述工作装置安装且绕规定的轴线转动的回转体，

所述工作装置控制部在所述工作装置与所述回转体一起回转时根据将所述工作装置进行回转的方向上的目标速度与所述作业工具的前后方向上的目标速度合成而得到的速度来执行所述挖掘控制。

2.根据权利要求1所述的作业机械的控制系统，其中，

所述生成部生成第二目标挖掘地形信息，该第二目标挖掘地形信息是至少一个所述目标施工面与所述工作装置动作平面或者平行于所述工作装置动作平面的第二切出面交叉的部分的信息，

所述工作装置控制部根据从所述生成部获取的所述第一目标挖掘地形信息以及所述第二目标挖掘地形信息来执行所述挖掘控制。

3.根据权利要求2所述的作业机械的控制系统，其中，

所述工作装置控制部根据所述第二目标挖掘地形信息来执行所述挖掘控制，根据所述第一目标挖掘地形信息使执行中的所述挖掘控制停止或者使停止中的所述挖掘控制再次开始。

4.根据权利要求3所述的作业机械的控制系统，其中，

在所述作业工具的正下方的所述第一目标挖掘地形信息的、所述作业机械相对于水平面的角度为预先确定的大小以上的情况下，所述工作装置控制部使所述挖掘控制停止。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的作业机械的控制系统，其中，

所述工作装置控制部根据所述作业工具的铲尖与所述第一目标挖掘地形信息之间的最小距离来执行所述挖掘控制。

6.根据权利要求1所述的作业机械的控制系统，其中，

所述工作装置控制部根据所述作业工具的铲尖与所述第一目标挖掘地形信息之间的距离，来决定是否对与所述第一目标挖掘地形信息对应的目标施工面执行所述挖掘控制。

7.一种作业机械的控制系统，其是控制具备设有作业工具的工作装置的作业机械的控制系统，所述作业机械的控制系统包括：

位置检测部，其检测所述作业机械的位置信息；

生成部，其根据利用所述位置检测部检测到的所述位置信息求出所述工作装置的位置，并且生成第一目标挖掘地形信息，该第一目标挖掘地形信息是第一切出面与表示目标形状的至少一个目标施工面交叉的部分的信息，该第一切出面与所述工作装置进行动作的平面即工作装置动作平面交叉且与铅垂方向平行；

工作装置控制部，其根据从所述生成部获取的所述第一目标挖掘地形信息来执行挖掘控制，将所述工作装置向挖掘对象接近的方向的速度控制在限制速度以下；以及

检测装置，其配设于所述作业机械，用于检测角速度以及加速度，

所述作业机械具备供所述工作装置安装且绕规定的轴线转动的回转体，

所述工作装置控制部在所述工作装置与所述回转体一起回转时执行所述挖掘控制，

并且，所述作业机械的控制系统使用所述检测装置检测到的所述工作装置的回转速度来预测所述工作装置的位置。

8.根据权利要求7所述的作业机械的控制系统，其中，

所述生成部生成第二目标挖掘地形信息，该第二目标挖掘地形信息是至少一个所述目标施工面与所述工作装置动作平面或者平行于所述工作装置动作平面的第二切出面交叉的部分的信息，

所述工作装置控制部根据从所述生成部获取的所述第一目标挖掘地形信息以及所述第二目标挖掘地形信息来执行所述挖掘控制。

9.根据权利要求8所述的作业机械的控制系统，其中，

所述工作装置控制部根据所述第二目标挖掘地形信息来执行所述挖掘控制，根据所述第一目标挖掘地形信息使执行中的所述挖掘控制停止或者使停止中的所述挖掘控制再次开始。

10.根据权利要求9所述的作业机械的控制系统，其中，

在所述作业工具的正下方的所述第一目标挖掘地形信息的、所述作业机械相对于水平面的角度为预先确定的大小以上的情况下，所述工作装置控制部使所述挖掘控制停止。

11.根据权利要求7～10中任一项所述的作业机械的控制系统，其中，

所述工作装置控制部根据所述作业工具的铲尖与所述第一目标挖掘地形信息之间的最小距离来执行所述挖掘控制。

12.根据权利要求7所述的作业机械的控制系统，其中，

所述工作装置控制部根据所述作业工具的铲尖与所述第一目标挖掘地形信息之间的距离，来决定是否对与所述第一目标挖掘地形信息对应的目标施工面执行所述挖掘控制。

13.一种作业机械的控制系统，其是控制具备设有作业工具的工作装置的作业机械的控制系统，所述作业机械的控制系统包括：

位置检测部，其检测所述作业机械的位置信息；

生成部，其根据利用所述位置检测部检测到的所述位置信息求出所述工作装置的位置，并且生成第一目标挖掘地形信息，该第一目标挖掘地形信息是第一切出面与表示目标形状的第一目标施工面以及第二目标施工面交叉的部分的信息，所述第一切出面与所述工作装置进行动作的平面即工作装置动作平面交叉且与铅垂方向平行，所述第二目标施工面与所述第一目标施工面的侧方相连；以及

工作装置控制部，其根据从所述生成部获取的所述第一目标挖掘地形信息来执行挖掘控制，将所述工作装置向挖掘对象接近的方向的速度控制在限制速度以下。

14.根据权利要求13所述的作业机械的控制系统，其中，

所述生成部生成第二目标挖掘地形信息，所述第二目标挖掘地形信息是所述第一目标施工面与所述工作装置动作平面或者平行于所述工作装置动作平面的第二切出面交叉的部分的信息，

所述工作装置控制部根据从所述生成部获取的所述第一目标挖掘地形信息以及所述第二目标挖掘地形信息来执行所述挖掘控制。

15.根据权利要求14所述的作业机械的控制系统，其中，

所述工作装置控制部根据所述第二目标挖掘地形信息来执行所述挖掘控制，根据所述第一目标挖掘地形信息使执行中的所述挖掘控制停止或者使停止中的所述挖掘控制再次开始。

16.根据权利要求15所述的作业机械的控制系统，其中，

在所述作业工具的正下方的所述第一目标挖掘地形信息的、所述作业机械相对于水平面的角度为预先确定的大小以上的情况下，所述工作装置控制部使所述挖掘控制停止。

17.根据权利要求13～16中任一项所述的作业机械的控制系统，其中，

所述工作装置控制部根据所述作业工具的铲尖与所述第一目标挖掘地形信息之间的最小距离来执行所述挖掘控制。

18.根据权利要求13所述的作业机械的控制系统，其中，

所述工作装置控制部根据所述作业工具的铲尖与所述第一目标挖掘地形信息之间的距离，来决定是否对与所述第一目标挖掘地形信息对应的目标施工面执行所述挖掘控制。

19.根据权利要求13所述的作业机械的控制系统，其中，

所述作业机械具备供所述工作装置安装且绕规定的轴线转动的回转体，

所述工作装置控制部在所述工作装置与所述回转体一起回转时执行所述挖掘控制。

20.一种作业机械，其具备权利要求1～19中任一项所述的作业机械的控制系统。

21.一种作业机械的控制方法，其是控制具备设有作业工具的工作装置和供所述工作装置安装且绕规定的轴线转动的回转体的作业机械的控制方法，所述作业机械的控制方法如下：

检测所述作业机械的位置，

根据检测到的所述作业机械的位置信息求出所述工作装置的位置，并且生成第一目标挖掘地形信息，所述第一目标挖掘地形信息是第一切出面与表示目标形状的至少一个目标施工面交叉的部分的信息，所述第一切出面与所述工作装置进行动作的平面即工作装置动作平面交叉且与铅垂方向平行，

在所述工作装置与所述回转体一起回转时，根据所述第一目标挖掘地形信息执行挖掘控制，将所述工作装置向挖掘对象接近的方向的速度控制在限制速度以下，

所述挖掘控制根据将所述工作装置进行回转的方向上的目标速度与所述作业工具的前后方向上的目标速度合成而得到的速度来执行。

22.根据权利要求21所述的作业机械的控制方法，其中，

根据所述第一目标挖掘地形信息以及第二目标挖掘地形信息，将所述工作装置向挖掘对象接近的方向的速度控制在限制速度以下，所述第二目标挖掘地形信息是至少一个所述目标施工面与所述工作装置动作平面或者平行于所述工作装置动作平面的第二切出面交叉的部分的信息。

23.根据权利要求22所述的作业机械的控制方法，其中，

在将所述工作装置向挖掘对象接近的方向的速度控制在限制速度以下时，根据所述作业工具的铲尖与所述第一目标挖掘地形信息之间的距离来决定是否对与所述第一目标挖掘地形信息对应的目标施工面执行所述挖掘控制。

24.一种作业机械的控制方法，其是控制具备设有作业工具的工作装置和供所述工作装置安装且绕规定的轴线转动的回转体的作业机械的控制方法，所述作业机械的控制方法如下：

检测所述作业机械的位置，

根据检测到的所述作业机械的位置信息及所述回转体的回转速度来预测求出所述工作装置的位置，并且生成第一目标挖掘地形信息，所述第一目标挖掘地形信息是第一切出面与表示目标形状的至少一个目标施工面交叉的部分的信息，所述第一切出面与所述工作装置进行动作的平面即工作装置动作平面交叉且与铅垂方向平行，

在所述工作装置与所述回转体一起回转时，根据所述第一目标挖掘地形信息执行挖掘控制，将所述工作装置向挖掘对象接近的方向的速度控制在限制速度以下，

并且，所述作业机械的控制方法使用所述工作装置的回转速度来预测所述工作装置的位置。

25.根据权利要求24所述的作业机械的控制方法，其中，

根据所述第一目标挖掘地形信息以及第二目标挖掘地形信息，将所述工作装置向挖掘对象接近的方向的速度控制在限制速度以下，所述第二目标挖掘地形信息是至少一个所述目标施工面与所述工作装置动作平面或者平行于所述工作装置动作平面的第二切出面交叉的部分的信息。

26.根据权利要求25所述的作业机械的控制方法，其中，

在将所述工作装置向挖掘对象接近的方向的速度控制在限制速度以下时，根据所述作业工具的铲尖与所述第一目标挖掘地形信息之间的距离来决定是否对与所述第一目标挖掘地形信息对应的目标施工面执行所述挖掘控制。

27.一种作业机械的控制方法，其是控制具备设有作业工具的工作装置的作业机械的控制方法，所述作业机械的控制方法如下：

检测所述作业机械的位置，

根据检测到的所述作业机械的位置信息求出所述工作装置的位置，并且生成第一目标挖掘地形信息，该第一目标挖掘地形信息是第一切出面与表示目标形状的第一目标施工面以及第二目标施工面交叉的部分的信息，所述第一切出面与所述工作装置进行动作的平面即工作装置动作平面交叉且与铅垂方向平行，所述第二目标施工面与所述第一目标施工面的侧方相连，

根据所述第一目标挖掘地形信息执行挖掘控制，将所述工作装置向挖掘对象接近的方向的速度控制在限制速度以下。