JP2021059945A - ショベル - Google Patents

Abstract

【課題】ショベルを利用して一連の作業を繰り返し行わせる場合の安全性を向上させることが可能な技術を提供する。【解決手段】本開示の一実施形態に係るショベル１００は、所定期間内のショベル１００の動作の繰り返しパターンを判定する繰り返しパターン判定部３０１と、繰り返しパターンを逸脱するショベルの逸脱動作を検出する逸脱動作検出部３０２と、逸脱動作検出部３０２により逸脱動作が検出される場合、ショベル１００の動作の制動及び警報の出力の少なくとも一方を行う安全機能作動制御部３０３と、を備える。【選択図】図５

Description

本開示は、ショベルに関する。

例えば、ショベルは、土砂の掘削動作やダンプトラックへの土砂の排出動作を含む積込作業のように、複数の動作区間で構成される一連の作業を繰り返し行う場合がある（特許文献１参照）。

特開２０１８−７１４３４号公報

しかしながら、ショベルに一連の作業を繰り返し行わせる場合、安全性の低下が懸念される。例えば、ショベルに搭乗するオペレータや外部から遠隔操作を行うオペレータは、一連の作業を繰り返しショベルに行わせていると、慣れや眠気等によって、操作ミス等を起こしてしまう可能性があるからである。

そこで、上記課題に鑑み、ショベルを利用して一連の作業を繰り返し行わせる場合の安全性を向上させることが可能な技術を提供す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では、
所定期間内のショベルの動作の繰り返しパターンを判定する判定部と、
前記繰り返しパターンを逸脱するショベルの逸脱動作を検出する検出部と、
前記検出部により前記逸脱動作が検出される場合、ショベルの動作の制動及び警報の出力の少なくとも一方を行う安全制御部と、を備える、
ショベルが提供される。

また、本開示の他の実施形態では、
ショベルの作業内容に関する情報に基づき、前記作業内容から逸脱する逸脱動作を検出する検出部と、
前記検出部により前記逸脱動作が検出される場合、ショベルの動作の制動及び警報の出力の少なくとも一方を行う安全制御部と、を備える、
ショベルが提供される。

上述の実施形態によれば、ショベルを利用して一連の作業を繰り返し行わせる場合の安全性を向上させることが可能な技術を提供することができる。

ショベルの側面図である。 ショベルの上面図である。 ショベルの構成の一例を示す図である。 ショベルの積込作業を説明する図である。 ショベルの積込作業を説明する図である。 コントローラの処理の一例を概略的に示すフローチャートである。 ショベルの積込作業の実行時における操作状態の一例を示すタイミングチャートである。 ショベルの油圧システムにおける駆動系の構成部分の具体例を示す図である。 ショベルの油圧システムにおけるブームの操作系に関する構成部分の具体例を示す図である。 ショベルの油圧システムにおけるバケットの操作系に関する構成部分の具体例を示す図である。 ショベルの油圧システムにおける上部旋回体の操作系に関する構成部分の具体例を示す図である。 ショベルのマシンコントロール機能に関する構成の一例を示す概要図である。 ショベルのマシンコントロール機能に関する構成の一例を示す機能ブロック図である。 ショベルのマシンコントロール機能に関する構成の一例を示す機能ブロック図である。 ショベルの積込作業時におけるマシンコントロール機能の制御状態の一例を示すタイミングチャートである。

以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。

［ショベルの概要］
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（具体的には、走行油圧モータ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、それぞれ、油圧アクチュエータとしてのブームシリンダ７、アームシリンダ８、及びバケットシリンダ９によりそれぞれ油圧駆動される。

尚、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、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等の被駆動要素を動作させる。また、ショベル１００は、所定の外部装置のオペレータによって遠隔操作されてもよい。具体的には、ショベル１００は、当該外部装置から自機に搭載される通信装置Ｔ１を通じて受信されるオペレータの遠隔操作に対応する遠隔操作信号に応じて、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等の被駆動要素を動作させてもよい。

また、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等の被駆動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」）を実現してもよい。

自動運転機能には、キャビン１０のオペレータの操作や外部装置のオペレータの遠隔操作に応じて、操作対象の被駆動要素（油圧アクチュエータ）以外の被駆動要素（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」や「マシンコントロール機能」）が含まれてよい。また、自動運転機能には、キャビン１０のオペレータの操作や外部装置のオペレータの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。また、半自動運転機能や完全自動運転機能には、自動運転の対象の被駆動要素（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だけでなく、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被駆動要素（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」）が含まれてよい。

［ショベルの構成の一例］
次に、図１、図２に加えて、図３、図４（図４Ａ、図４Ｂ）を参照して、ショベル１００の構成の一例について説明する。

図３は、本実施形態に係るショベル１００の構成の一例を示す図である。具体的には、図３は、本実施形態に係るショベル１００の油圧システムの構成の具体例を示す図である。

尚、図３において、機械的動力系、作動油ライン、パイロットライン、及び電気制御系は、それぞれ、二重線、実線、破線、及び点線で示されている。以下、後述する図７、図８（図８Ａ〜図８Ｃ）についても同様である。

本実施形態に係るショベル１００の油圧システムは、エンジン１１と、レギュレータ１３Ｌ，１３Ｒと、メインポンプ１４Ｌ，１４Ｒと、パイロットポンプ１５と、コントロールバルブ１７と、操作装置２６と、吐出圧センサ２８Ｌ，２８Ｒと、操作圧センサ２９ＬＡ等と、コントローラ３０とを含む。また、本実施形態に係るショベル１００の油圧システムは、上述の如く、下部走行体１、上部旋回体３、ブーム４、アーム５、及びバケット６のそれぞれを油圧駆動する複数の油圧アクチュエータを含む。複数の油圧アクチュエータには、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のそれぞれに対応する走行油圧モータ２ＭＬ，２ＭＲ、旋回油圧モータ２Ａ、ブームシリンダ７、アームシリンダ８、及びバケットシリンダ９が含まれる。

エンジン１１は、油圧システムのメイン動力源であり、例えば、上部旋回体３の後部に搭載される。具体的には、エンジン１１は、コントローラ３０による直接或いは間接的な制御下で、予め設定される目標回転数で一定回転し、メインポンプ１４Ｌ，１４Ｒ及びパイロットポンプ１５を駆動する。エンジン１１は、例えば、軽油を燃料とするディーゼルエンジンである。

レギュレータ１３Ｌ，１３Ｒは、それぞれ、メインポンプ１４Ｌ，１４Ｒの吐出量を制御する。例えば、レギュレータ１３は、コントローラ３０からの制御指令に応じて、メインポンプ１４の斜板の角度（傾転角）を調節する。

メインポンプ１４Ｌ，１４Ｒは、例えば、エンジン１１と同様、上部旋回体３の後部に搭載され、上述の如く、エンジン１１により駆動されることにより、高圧油圧ラインを通じてコントロールバルブ１７に作動油を供給する。メインポンプ１４Ｌ，１４Ｒは、例えば、可変容量式油圧ポンプであり、コントローラ３０による制御下で、上述の如く、レギュレータ１３により斜板の傾転角が調節されることでピストンのストローク長が調整され、吐出量（吐出圧）が制御される。

パイロットポンプ１５は、例えば、上部旋回体３の後部に搭載され、パイロットラインを介して操作装置２６にパイロット圧を供給する。パイロットポンプ１５は、例えば、固定容量式油圧ポンプであり、上述の如く、エンジン１１により駆動される。

コントロールバルブ１７は、例えば、上部旋回体３の中央部に搭載され、オペレータの操作に応じて、油圧駆動系の制御を行う油圧制御装置である。また、コントロールバルブ１７は、ショベル１００の自動運転機能による制御指令に応じて、油圧駆動系の制御を行ってもよい。

コントロールバルブ１７は、上述の如く、高圧油圧ラインを介してメインポンプ１４と接続され、メインポンプ１４から供給される作動油を、操作装置２６の操作状態、遠隔操作信号の内容、或いは、ショベル１００の自動運転機能による制御指令に応じて、油圧アクチュエータ（走行油圧モータ２ＭＬ，２ＭＲ、旋回油圧モータ２Ａ、ブームシリンダ７、アームシリンダ８、及びバケットシリンダ９）に選択的に供給する。具体的には、コントロールバルブ１７は、メインポンプ１４から油圧アクチュエータのそれぞれに供給される作動油の流量と流れる方向を制御する制御弁１７１〜１７４，１７５Ｌ，１７５Ｒ，１７６Ｌ，１７６Ｒを含む。以下、制御弁１７５Ｌ，１７５Ｒを包括的に、或いは、それぞれを個別に制御弁１７５と称する場合がある。また、制御弁１７６Ｌ，１７６Ｒを包括的に、或いは、それぞれを個別に制御弁１７６と称する場合がある。

制御弁１７１，１７２は、それぞれ、走行油圧モータ２ＭＬ，２ＭＲに対応する。また、制御弁１７３は、旋回油圧モータ２Ａに対応する。また、制御弁１７４は、バケットシリンダ９に対応する。また、制御弁１７５は、ブームシリンダ７に対応する。また、制御弁１７６は、アームシリンダ８に対応する。

操作装置２６は、キャビン１０の操縦席付近に設けられ、オペレータが各種被駆動要素（下部走行体１、上部旋回体３、ブーム４、アーム５、バケット６等）の操作を行うための操作入力手段である。換言すれば、操作装置２６は、オペレータがそれぞれの被駆動要素を駆動する油圧アクチュエータ（即ち、走行油圧モータ２ＭＬ，２ＭＲ、旋回油圧モータ２Ａ、ブームシリンダ７、アームシリンダ８、バケットシリンダ９等）の操作を行うための操作入力手段である。

操作装置２６は、例えば、その操作状態に対応するパイロット圧を二次側に出力する油圧パイロット式である。操作装置２６は、二次側のパイロットラインを通じて、コントロールバルブ１７に接続される。これにより、コントロールバルブ１７には、操作装置２６における下部走行体１、上部旋回体３、ブーム４、アーム５、及びバケット６等の操作状態に応じたパイロット圧が入力されうる。そのため、コントロールバルブ１７は、操作装置２６における操作状態に応じて、それぞれの油圧アクチュエータを駆動することができる。

また、ショベル１００が遠隔操作される場合やショベル１００に自動運転機能が採用される場合、操作装置２６は、例えば、二次側のパイロットラインに設けられるシャトル弁を介して、コントロールバルブ１７に接続されてよい。この場合、シャトル弁の他方の入口ポートには、コントローラ３０からの遠隔操作信号に対応する制御指令、或いは、自動運転機能に対応する制御指令に応じて、制御弁に作用させるパイロット圧を出力する油圧制御弁（例えば、電磁比例弁）（以下、便宜的に「第１の油圧制御弁」）に接続される。これにより、シャトル弁は、操作装置２６により出力されるパイロット圧、及び、第１の油圧制御弁が生成するパイロット圧のうちの高い方をコントロールバルブ１７に作用させることができる。そのため、油圧制御弁は、外部装置のオペレータによる遠隔操作の内容や自動運転機能に対応するパイロット圧をコントロールバルブ１７内の制御弁に作用させ、ショベル１００の遠隔操作や自動運転機能を実現させることができる。

操作装置２６は、アタッチメントＡＴ、即ち、ブーム４（ブームシリンダ７）、アーム５（アームシリンダ８）、及びバケット６（バケットシリンダ９）、並びに上部旋回体３を操作するための左操作レバー２６Ｌ及び右操作レバー２６Ｒを含む。また、操作装置２６は、下部走行体１を操作するための走行レバー２６Ｄを含む。走行レバー２６Ｄは、左クローラ１ＣＬ（走行油圧モータ２ＭＬ）を操作するための左走行レバー２６ＤＬと、右クローラ１ＣＲ（走行油圧モータ２ＭＲ）を操作するための右走行レバー２６ＤＲとを含む。

左操作レバー２６Ｌは、上部旋回体３の旋回操作とアーム５の操作とに用いられる。

左操作レバー２６Ｌは、キャビン１０内のオペレータから見た前後方向（つまり、上部旋回体３の前後方向）に操作されると、パイロットポンプ１５から吐出される作動油を利用し、レバー操作量に応じた制御圧（パイロット圧）を、制御弁１７６のパイロットポートに繋がる二次側のパイロットラインに出力する。具体的には、左操作レバー２６Ｌの前方向への操作は、アーム５の開き方向の操作（以下、「アーム開き操作」）に対応し、左操作レバー２６Ｌの後方向への操作は、アーム５の閉じ方向の操作（以下、「アーム閉じ操作」）に対応する。左操作レバー２６Ｌは、前方向に操作されると、制御弁１７６におけるアーム５の開き方向に対応するパイロットポートに繋がる二次側のパイロットラインにパイロット圧を出力する。一方、左操作レバー２６Ｌは、後方向に操作されると、制御弁１７６におけるアーム５の閉じ方向に対応するパイロットポートに繋がるパイロットラインにパイロット圧を出力する。

また、左操作レバー２６Ｌは、キャビン１０内のオペレータから見た左右方向（つまり、上部旋回体３の左右方向）に操作されると、パイロットポンプ１５から吐出される作動油を利用し、レバー操作量に応じた制御圧（パイロット圧）を、制御弁１７３に繋がる二次側のパイロットラインに出力する。具体的には、左操作レバー２６Ｌの左方向への操作は、上部旋回体３の左方向への旋回操作（以下、「左旋回操作」）に対応し、左操作レバー２６Ｌの右方向への操作は、上部旋回体３の右方向への旋回操作（以下、「右旋回操作」）に対応する。左操作レバー２６Ｌは、左方向に操作されると、制御弁１７３における上部旋回体３の左方向への旋回に対応するパイロットポートに繋がる二次側のパイロットラインにパイロット圧を出力する。一方、左操作レバー２６Ｌは、右方向に操作されると、制御弁１７３における上部旋回体３の右方向への旋回に対応するパイロットポートに繋がるパイロットラインにパイロット圧を出力する。

右操作レバー２６Ｒは、ブーム４の操作とバケット６の操作とに用いられる。

右操作レバー２６Ｒは、キャビン１０内のオペレータから見た前後方向に操作されると、パイロットポンプ１５から吐出される作動油を利用し、レバー操作量に応じた制御圧（パイロット圧）を、制御弁１７５に繋がる二次側のパイロットラインに出力する。具体的には、右操作レバー２６Ｒの前方向への操作は、ブーム４の下げ方向の操作（以下、「ブーム下げ操作」）に対応し、右操作レバー２６Ｒの後方向への操作は、ブーム４の上げ方向の操作（以下、「ブーム上げ操作」）に対応する。右操作レバー２６Ｒは、前方向に操作されると、制御弁１７５におけるブーム４の下げ方向に対応するパイロットポートに繋がる二次側のパイロットラインにパイロット圧を出力する。一方、右操作レバー２６Ｒは、後方向に操作されると、制御弁１７５におけるブーム４の上げ方向に対応するパイロットポートに繋がるパイロットラインにパイロット圧を出力する。

また、右操作レバー２６Ｒは、左右方向に操作されると、パイロットポンプ１５から吐出される作動油を利用し、レバー操作量に応じた制御圧（パイロット圧）を、制御弁１７４に繋がる二次側のパイロットラインに出力する。具体的には、左操作レバー２６Ｌの左方向への操作は、バケット６の閉じ方向の操作（以下、「バケット閉じ操作」）に対応し、左操作レバー２６Ｌの右方向への操作は、バケット６の開き方向の操作（以下、「バケット開き操作」）に対応する。左操作レバー２６Ｌは、左方向に操作されると、制御弁１７３におけるバケット６の閉じ方向に対応するパイロットポートに繋がる二次側のパイロットラインにパイロット圧を出力する。一方、左操作レバー２６Ｌは、右方向に操作されると、制御弁１７３におけるバケット６の開き方向に対応するパイロットポートに繋がるパイロットラインにパイロット圧を出力する。

左走行レバー２６ＤＬは、上述の如く、左クローラ１ＣＬの操作に用いられ、図示しない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、キャビン１０内のオペレータから見た前後方向に操作されると、パイロットポンプ１５から吐出される作動油を利用し、レバー操作量に応じた制御圧（パイロット圧）を、制御弁１７１に繋がる二次側のパイロットラインに出力する。具体的には、左走行レバー２６ＤＬの前方向への操作は、左クローラ１ＣＬの前進方向の操作（以下、「前進操作」）に対応し、左走行レバー２６ＤＬの後方向への操作は、左クローラ１ＣＬの後進方向の操作（以下「後進操作」）に対応する。左走行レバー２６ＤＬは、前方向に操作されると、制御弁１７１における左クローラ１ＣＬの前進方向に対応するパイロットポートに繋がるパイロットラインにパイロット圧を出力する。一方、左走行レバー２６ＤＬは、後方向に操作されると、制御弁１７１における左クローラ１ＣＬの後進方向に対応するパイロットポートに繋がるパイロットラインにパイロット圧を出力する。

右走行レバー２６ＤＲは、上述の如く、右クローラ１ＣＲの操作に用いられ、図示しない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、キャビン１０内のオペレータから見た前後方向に操作されると、パイロットポンプ１５から吐出される作動油を利用し、レバー操作量に応じた制御圧（パイロット圧）を、制御弁１７２に繋がる二次側のパイロットラインに出力する。具体的には、右走行レバー２６ＤＲの前方向への操作は、右クローラ１ＣＲの前進操作に対応し、右走行レバー２６ＤＲの後方向への操作は、右クローラ１ＣＲの後進操作に対応する。右走行レバー２６ＤＲは、前方向に操作されると、制御弁１７２における右クローラ１ＣＲの前進方向に対応するパイロットポートに繋がるパイロットラインにパイロット圧を出力する。一方、右走行レバー２６ＤＲは、後方向に操作されると、制御弁１７２における右クローラ１ＣＲの後進方向に対応するパイロットポートに繋がるパイロットラインにパイロット圧を出力する。

また、操作装置２６（左操作レバー２６Ｌ、右操作レバー２６Ｒ、左走行レバー２６ＤＬ、及び右走行レバー２６ＤＲ）は、その操作状態に対応する電気信号を出力する電気式であってもよい。この場合、操作装置２６からの電気信号は、コントローラ３０に入力され、コントローラ３０は、入力される電気信号に応じて、コントロールバルブ１７内の各制御弁１７１〜１７６を制御することにより、操作装置２６に対する操作内容に応じた各種油圧アクチュエータの動作を実現する。例えば、コントロールバルブ１７内の制御弁１７１〜１７６は、コントローラ３０からの指令により駆動する電磁ソレノイド式スプール弁であってよい。また、例えば、パイロットポンプ１５とそれぞれの制御弁１７１〜１７６のパイロットポートとの間には、コントローラ３０からの電気信号に応じて動作する油圧制御弁（例えば、後述の比例弁３１）（以下、「第２の油圧制御弁」）が配置されてもよい。この場合、電気式の操作装置２６を用いた手動操作が行われると、コントローラ３０は、その操作方向及び操作量（例えば、レバー操作量）に対応する電気信号によって、第２の油圧制御弁を制御しパイロット圧を増減させることで、操作装置２６に対する操作内容に合わせて、各制御弁１７１〜１７６を動作させることができる。また、コントローラ３０は、電磁ソレノイド式スプール弁として構成される制御弁１７１〜１７６や第２の油圧制御弁を制御することにより、ショベル１００の遠隔操作や自動運転機能に対応する油圧アクチュエータの動作を実現することもできる。

吐出圧センサ２８Ｌ，２８Ｒは、それぞれ、メインポンプ１４Ｌ，１４Ｒの吐出圧を検出する。吐出圧センサ２８Ｌ，２８Ｒにより検出された吐出圧に対応する検出信号は、コントローラ３０に取り込まれる。

操作圧センサ２９ＬＡ，２９ＬＢ，２９ＲＡ，２９ＲＢ，２９ＤＬ，２９ＤＲは、操作装置２６の二次側のパイロット圧、即ち、操作装置２６におけるそれぞれの被駆動要素（油圧アクチュエータ）の操作状態に対応するパイロット圧を検出する。操作圧センサ２９ＬＡ，２９ＬＢ，２９ＲＡ，２９ＲＢ，２９ＤＬ，２９ＤＲによる操作装置２６における下部走行体１、上部旋回体３、ブーム４、アーム５、及びバケット６等の操作状態に対応するパイロット圧の検出信号は、コントローラ３０に取り込まれる。以下、操作圧センサ２９ＬＡ，２９ＬＢ，２９ＲＡ，２９ＲＢ，２９ＤＬ，２９ＤＲを包括的に、或いは、それぞれを個別に操作圧センサ２９と称する場合がある。

操作圧センサ２９ＬＡは、オペレータによる左操作レバー２６Ｌに対する前後方向の操作内容（例えば、操作方向及び操作量）を、左操作レバー２６Ｌの二次側のパイロットラインの作動油の圧力（以下、「操作圧」）の形で検出する。

操作圧センサ２９ＬＢは、オペレータによる左操作レバー２６Ｌに対する左右方向の操作内容（例えば、操作方向及び操作量）を、左操作レバー２６Ｌの二次側のパイロットラインの操作圧の形で検出する。

操作圧センサ２９ＲＡは、オペレータによる右操作レバー２６Ｒに対する前後方向の操作内容（例えば、操作方向及び操作量）を、右操作レバー２６Ｒの二次側のパイロットラインの操作圧の形で検出する。

操作圧センサ２９ＲＢは、オペレータによる右操作レバー２６Ｒに対する左右方向の操作内容（例えば、操作方向及び操作量）を、右操作レバー２６Ｒの二次側のパイロットラインの操作圧の形で検出する。

操作圧センサ２９ＤＬは、オペレータによる左走行レバー２６ＤＬに対する前後方向の操作内容（例えば、操作方向及び操作量）を、左走行レバー２６ＤＬの二次側のパイロットラインの操作圧の形で検出する。

操作圧センサ２９ＤＲは、オペレータによる右走行レバー２６ＤＲに対する前後方向の操作内容（例えば、操作方向及び操作量）を、右走行レバー２６ＤＲの二次側のパイロットラインの操作圧の形で検出する。

尚、操作装置２６（左操作レバー２６Ｌ、右操作レバー２６Ｒ、左走行レバー２６ＤＬ、及び右走行レバー２６ＤＲ）の操作内容は、操作圧センサ２９以外のセンサ（例えば、右操作レバー２６Ｒ、左走行レバー２６ＤＬ、及び右走行レバー２６ＤＲに取り付けられるポテンショメータ等）で検出されてもよい。また、操作装置２６が電気式である場合、操作圧センサ２９ＬＡ，２９ＬＢ，２９ＲＡ，２９ＲＢ，２９ＤＬ，２９ＤＲは、省略される。

コントローラ３０は、例えば、キャビン１０内に設けられ、ショベル１００の駆動制御を行う。コントローラ３０は、その機能が任意のハードウェア、或いは、ハードウェア及びソフトウェアの組み合わせにより実現されてよい。例えば、コントローラ３０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＲＡＭ（Random Access Memory）等のメモリ装置と、ＲＯＭ（Read Only Memory）等の不揮発性の補助記憶装置と、外部との間の入出力用のインタフェース装置等を含むコンピュータを中心に構成される。コントローラ３０は、例えば、補助記憶装置に格納される各種プログラムをＣＰＵ上で実行することにより各種機能を実現する。

尚、コントローラ３０の機能の一部は、他のコントローラ（制御装置）により実現されてもよい。即ち、コントローラ３０の機能は、複数のコントローラにより分散される態様で実現されてもよい。

図３に示すように、ショベル１００の油圧システムにおいて、油圧アクチュエータを駆動する駆動系の油圧システム部分は、エンジン１１により駆動されるメインポンプ１４から、センタバイパス油路４０Ｌ，４０Ｒやパラレル油路４２Ｌ，４２Ｒを経て作動油タンクまで作動油を循環させる。

センタバイパス油路４０Ｌは、メインポンプ１４Ｌを起点として、コントロールバルブ１７内に配置される制御弁１７１，１７３，１７５Ｌ，１７６Ｌを順に通過し、作動油タンクに至る。

センタバイパス油路４０Ｒは、メインポンプ１４Ｒを起点として、コントロールバルブ１７内に配置される制御弁１７２，１７４，１７５Ｒ，１７６Ｒを順に通過し、作動油タンクに至る。

制御弁１７１は、メインポンプ１４Ｌから吐出される作動油を走行油圧モータ２ＭＬへ供給し、且つ、走行油圧モータ２ＭＬが吐出する作動油を作動油タンクに排出させるスプール弁である。

制御弁１７２は、メインポンプ１４Ｒから吐出される作動油を走行油圧モータ２ＭＲへ供給し、且つ、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させるスプール弁である。

制御弁１７３は、メインポンプ１４Ｌから吐出される作動油を旋回油圧モータ２Ａへ供給し、且つ、旋回油圧モータ２Ａが吐出する作動油を作動油タンクへ排出させるスプール弁である。

制御弁１７４は、メインポンプ１４Ｒから吐出される作動油をバケットシリンダ９へ供給し、且つ、バケットシリンダ９内の作動油を作動油タンクへ排出させるスプール弁である。

制御弁１７５Ｌ，１７５Ｒは、メインポンプ１４Ｌ，１４Ｒが吐出する作動油をブームシリンダ７へ供給し、且つ、ブームシリンダ７内の作動油を作動油タンクへ排出させるスプール弁である。

制御弁１７６Ｌ，１７６Ｒは、メインポンプ１４Ｌ，１４Ｒが吐出する作動油をアームシリンダ８へ供給し、且つ、アームシリンダ８内の作動油を作動油タンクへ排出させるスプール弁である。

制御弁１７１，１７２，１７３，１７４，１７５Ｌ，１７５Ｒ，１７６Ｌ，１７６Ｒは、それぞれ、パイロットポートに作用するパイロット圧に応じて、油圧アクチュエータに給排される作動油の流量を調整したり、流れる方向を切り換えたりする。

パラレル油路４２Ｌは、センタバイパス油路４０Ｌと並列的に、制御弁１７１，１７３，１７５Ｌ，１７６Ｌにメインポンプ１４Ｌの作動油を供給する。具体的には、パラレル油路４２Ｌは、制御弁１７１の上流側でセンタバイパス油路４０Ｌから分岐し、制御弁１７１，１７３，１７５Ｌ，１７６Ｒのそれぞれに並列してメインポンプ１４Ｌの作動油を供給可能に構成される。これにより、パラレル油路４２Ｌは、制御弁１７１，１７３，１７５Ｌの何れかによってセンタバイパス油路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。

パラレル油路４２Ｒは、センタバイパス油路４０Ｒと並列的に、制御弁１７２，１７４，１７５Ｒ，１７６Ｒにメインポンプ１４Ｒの作動油を供給する。具体的には、パラレル油路４２Ｒは、制御弁１７２の上流側でセンタバイパス油路４０Ｒから分岐し、制御弁１７２，１７４，１７５Ｒ，１７６Ｒのそれぞれに並列してメインポンプ１４Ｒの作動油を供給可能に構成される。パラレル油路４２Ｒは、制御弁１７２，１７４，１７５Ｒの何れかによってセンタバイパス油路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１３Ｌ，１３Ｒは、それぞれ、上述の如く、コントローラ３０による制御下で、メインポンプ１４Ｌ、１４Ｒの斜板の傾転角を調節することによって、メインポンプ１４Ｌ，１４Ｒの吐出量を調節する。

吐出圧センサ２８Ｌは、メインポンプ１４Ｌの吐出圧を検出し、検出された吐出圧に対応する検出信号は、コントローラ３０に取り込まれる。吐出圧センサ２８Ｒについても同様である。これにより、コントローラ３０は、メインポンプ１４Ｌ，１４Ｒの吐出圧に応じて、レギュレータ１３Ｌ，１３Ｒを制御することができる。

センタバイパス油路４０Ｌ，４０Ｒには、最も下流にある制御弁１７６Ｌ，１７６Ｒのそれぞれと作動油タンクとの間には、ネガティブコントロール絞り（以下、「ネガコン絞り」）１８Ｌ，１８Ｒが設けられる。これにより、メインポンプ１４Ｌ，１４Ｒにより吐出された作動油の流れは、ネガコン絞り１８Ｌ，１８Ｒで制限される。そして、ネガコン絞り１８Ｌ、１８Ｒは、レギュレータ１３Ｌ，１３Ｒを制御するための制御圧（以下、「ネガコン圧」）を発生させる。

ネガコン圧センサ１９Ｌ，１９Ｒは、それぞれ、ネガコン絞り１８Ｌ，１８Ｒのネガコン圧を検出し、検出されたネガコン圧に対応する検出信号は、コントローラ３０に取り込まれる。

コントローラ３０は、吐出圧センサ２８Ｌ，２８Ｒにより検出されるメインポンプ１４Ｌ，１４Ｒの吐出圧に応じて、レギュレータ１３Ｌ，１３Ｒを制御し、メインポンプ１４Ｌ，１４Ｒの吐出量を調節してよい。例えば、コントローラ３０は、メインポンプ１４Ｌの吐出圧の増大に応じて、レギュレータ１３Ｌを制御し、メインポンプ１４Ｌの斜板傾転角を調節することにより、吐出量を減少させてよい。レギュレータ１３Ｒについても同様である。これにより、コントローラ３０は、吐出圧と吐出量との積で表されるメインポンプ１４Ｌ，１４Ｒの吸収馬力がエンジン１１の出力馬力を超えないように、メインポンプ１４Ｌ，１４Ｒの全馬力制御を行うことができる。

また、コントローラ３０は、ネガコン圧センサ１９Ｌ，１９Ｒにより検出されるネガコン圧に応じて、レギュレータ１３Ｌ，１３Ｒを制御することにより、メインポンプ１４Ｌ，１４Ｒの吐出量を調節してよい。例えば、コントローラ３０は、ネガコン圧が大きいほどメインポンプ１４Ｌ，１４Ｒの吐出量を減少させ、ネガコン圧が小さいほどメインポンプ１４Ｌ，１４Ｒの吐出量を増大させる。

具体的には、ショベル１００における油圧アクチュエータが何れも操作されていない待機状態（図３に示す状態）の場合、メインポンプ１４Ｌ，１４Ｒから吐出される作動油は、センタバイパス油路４０Ｌ，４０Ｒを通ってネガコン絞り１８Ｌ、１８Ｒに至る。そして、メインポンプ１４Ｌ，１４Ｒから吐出される作動油の流れは、ネガコン絞り１８Ｌ，１８Ｒの上流で発生するネガコン圧を増大させる。その結果、コントローラ３０は、メインポンプ１４Ｌ，１４Ｒの吐出量を許容最小吐出量まで減少させ、吐出した作動油がセンタバイパス油路４０Ｌ，４０Ｒ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装置２６を通じて操作される場合、メインポンプ１４Ｌ，１４Ｒから吐出される作動油は、操作対象の油圧アクチュエータに対応する制御弁を介して、操作対象の油圧アクチュエータに流れ込む。また、何れかの油圧アクチュエータが遠隔操作されたり、自動制御機能に応じて制御されたりする場合についても同様である。そして、メインポンプ１４Ｌ，１４Ｒから吐出される作動油の流れは、ネガコン絞り１８Ｌ，１８Ｒに至る量を減少或いは消失させ、ネガコン絞り１８Ｌ，１８Ｒの上流で発生するネガコン圧を低下させる。その結果、コントローラ３０は、メインポンプ１４Ｌ，１４Ｒの吐出量を増大させ、操作対象の油圧アクチュエータに十分な作動油を循環させ、操作対象の油圧アクチュエータを確実に駆動させることができる。

本実施形態に係るショベル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、音出力装置Ｄ２とを含む。また、本実施形態に係るショベル１００の制御システムは、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、例えば、補助記憶装置にインストールされるプログラムをＣＰＵ上で実行することにより実現される機能部として、繰り返しパターン判定部３０１と、逸脱動作検出部３０２と、安全機能作動制御部３０３とを含む。

繰り返しパターン判定部３０１（判定部の一例）は、所定期間内（例えば、直近の数分間等）のショベル１００の動作の繰り返しパターンを判定する。例えば、繰り返しパターン判定部３０１は、所定期間内の動作を認識し、その動作が所定の動作パターンの繰り返しで構成されているか否かを判定する。繰り返しパターン判定部３０１は、例えば、センサＳ１〜Ｓ５や空間認識装置７０の出力に基づき、ショベル１００の動作を認識してよい。また、繰り返しパターン判定部３０１は、操作装置２６の操作内容や遠隔操作信号に対応する遠隔操作の内容に基づき、ショベル１００の動作を認識してもよい。そして、繰り返しパターン判定部３０１は、ショベル１００の動作が所定の動作パターンの構成されている場合、その動作パターン、即ち、繰り返しパターンの内容を判定する。

ショベル１００の動作の繰り返しパターンには、例えば、一連の複数の動作区間が繰り返される作業（以下、「繰り返し作業」）が含まれる。

繰り返し作業には、例えば、掘削動作、ブーム上げ旋回動作、排土動作、及びブーム下げ旋回動作に対応する一連の複数の動作区間で構成される掘削作業が含まれる。また、繰り返し作業には、例えば、掘削作業（或いは土砂山からの掬い取り作業）、ブーム上げ旋回動作、ダンプトラックへの排土動作（積込動作）、及びブーム上げ旋回動作に対応する一連の複数の動作区間で構成される積込作業が含まれてよい。また、繰り返し作業には、バケット６の作業部位（例えば、爪先や背面等）が地面に略接する（一致する）状態で前後に往復させる動作を繰り返す、仕上作業が含まれてよい。

例えば、図４Ａ、図４Ｂは、ショベル１００の積込作業を説明する図である。具体的には、図４Ａは、ショベル１００の積込作業の様子を表す上面図であり、図４Ｂは、ショベル１００の積込作業におけるバケット６の移動状況を表す側面図である。

尚、図中における位置Ｐ１１、位置Ｐ１２、及び位置Ｐ１３は、それぞれ、掘削終了位置、ブーム上げ終了位置、及び排土位置を表している。また、位置Ｐ１３は、排土動作の都度に変化してもよい。例えば、土砂等がダンプトラックの荷台上において、ショベル１００に近い側から積み込まれる場合、位置Ｐ１３は、排土動作の都度、ダンプトラックの荷台における運転席側へ向けて変更されてよい。また、位置Ｐ１３は、ダンプトラックに土砂等が積み込まれた状態（以下、「積み込み状態」）に応じて、変更されてもよい。積込状態は、例えば、ショベル１００の空間認識装置７０（例えば、単眼カメラやステレオカメラ等の撮像装置）を通じて検出されてよい。具体的には、積み込み状態として、荷台の凹凸の状態が検出され、検出された凹部に対応する位置が位置Ｐ１３として設定されてよい。更に、積み込み状態として、排土時におけるダンプトラックの荷台からこぼれが検出されることにより、こぼれの検出に応じて、位置Ｐ１３が左右方向の何れか、或いは、下方へ変更されもよい。

図４Ａ、図４Ｂに示すように、まず、ショベル１００は、位置Ｐ１０から位置Ｐ１１まで前後方向に掘削動作を行い、土砂を収容したバケット６に収容する（掘削動作区間）。

続いて、ショベル１００は、上部旋回体３を右旋回させながら、ブーム４の上げ動を行い、位置Ｐ１１からダンプトラックＤＴのあおりの高さＨｄよりも高い位置Ｐ１２まで持ち上げる（ブーム上げ旋回動作）。

続いて、ショベル１００は、アーム５及びバケット６の開き動作を行うことにより、バケット６を位置Ｐ１２からダンプトラックＤＴの荷台の目標位置に対応する位置Ｐ１３まで移動させ、土砂を目標位置に排土する（排土動作（積込動作））。

そして、ショベル１００は、上部旋回体３を左旋回させながら、ブーム４の下げ動作を行い、位置Ｐ１３から（位置Ｐ１２を経由して）位置Ｐ１１まで戻り、一連の複数の動作区間で構成される積込作業の１サイクルが終了し、次の１サイクルに移行する。

このように、積込作業は、掘削動作、ブーム上げ旋回動作、排土動作、及びブーム下げ旋回動作により構成され、積込作業では、これらの一連の複数の動作区間が繰り返される。

図３に戻り、逸脱動作検出部３０２（検出部の一例）は、ショベル１００が繰り返しパターンに対応する動作を行っている場合に、繰り返しパターンから逸脱する動作（以下、「逸脱動作」）が行われないかを監視することにより、ショベル１００の逸脱動作を検出する。例えば、逸脱動作検出部３０２は、センサＳ１〜Ｓ５や空間認識装置７０の出力に基づき、ショベル１００の動作を認識し、その動作を監視することにより、ショベル１００の逸脱動作を検出してよい。また、逸脱動作検出部３０２は、操作装置２６の操作内容や遠隔操作信号に対応する遠隔操作の内容に基づき、ショベル１００の操作状態を監視し、ショベル１００の逸脱動作に対応する操作（以下、「逸脱操作」）を検出してもよい。

安全機能作動制御部３０３（安全制御部の一例）は、逸脱動作検出部３０２により逸脱動作が検出される場合に、所定の安全機能（以下、「逸脱動作検出時安全機能」）を作動させる。逸脱動作検出時安全機能には、例えば、ショベル１００の動作を制動（減速）させる、或いは、減速させ、最終的に停止させる動作制限機能が含まれる。また、逸脱動作検出時安全機能には、例えば、逸脱動作が実行されている旨の警報をキャビン１０内のオペレータや外部装置のオペレータに向けて出力する警報機能が含まれる。安全機能作動制御部３０３は、逸脱動作が検出される場合に、警報機能及び動作制限機能の双方を作動させてもよいし、何れか一方だけを作動させてもよい。

動作制限機能は、例えば、操作装置２６の二次側のパイロットラインや第１の油圧制御弁の二次側のパイロットラインに設置される減圧用の油圧制御弁（以下、「減圧用油圧制御弁」）がコントロールバルブ１７内の制御弁に作用するパイロット圧を減圧させることにより実現されてよい。また、操作装置２６が電気式である場合、動作制限機能は、例えば、第２の油圧制御弁の二次側のパイロットラインに設置される減圧用油圧制御弁がコントロールバルブ１７内の制御弁に作用するパイロット圧を減圧させることにより実現されてよい。また、動作制限機能は、例えば、逸脱動作に対応する油圧アクチュエータを駆動する制御弁における逸脱動作とは反対方向の動作に対応するパイロットポートに対して、第１の油圧制御弁や第２の油圧制御弁からパイロット圧を作用させることにより実現されてもよい。逸脱操作に基づくパイロット圧が制御弁の一方のパイロットポートに作用しても、制御弁の他方のパイロットポートにもパイロット圧が作用させることで、制御弁のスプールを中立位置に近づけることができるからである。また、操作装置２６が電気式である場合、動作制限機能は、操作装置２６の操作内容や遠隔操作信号に対応する遠隔操作の内容を無効にし、第２の油圧制御弁に制御指令が出力されないようにすることで実現されてもよい。

警報機能は、例えば、表示装置Ｄ１や音出力装置Ｄ２を通じて、キャビン１０内のオペレータに向けた警報が出力されることにより実現されてよい。また、警報機能は、通信装置Ｔ１を通じて、遠隔操作を行うオペレータに対応する外部装置に警報に対応する通知情報が送信されることにより実現されてもよい。

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）するための情報を取得する。また、空間認識装置７０は、取得する情報に基づき、ショベル１００の周囲の物体の認識、及び認識された物体と空間認識装置７０或いはショベル１００との位置関係の測定自体を実施してもよい。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。

空間認識装置７０は、ショベル１００の周囲に設定された所定領域内の所定物体を検知するように構成されていてもよい。即ち、空間認識装置７０は、物体の種類、位置、及び形状等の少なくとも一つを識別できるように構成されていてもよい。例えば、空間認識装置７０は、人と人以外の物体とを区別できるように構成されていてもよい。また、空間認識装置７０は、ショベル１００の周囲の地形の種類を特定できるように構成されていてもよい。地形の種類は、例えば、穴、傾斜面、又は河川等である。また、空間認識装置７０は、障害物の種類を特定できるように構成されていてもよい。障害物の種類には、例えば、電線、電柱、人、動物、車両、作業機材、建設機械、建造物、及び柵等が含まれうる。また、空間認識装置７０は、車両としてＳのダンプトラックの種類又はサイズ等を特定できるように構成されていてもよい。また、空間認識装置７０は、ヘルメット、安全ベスト、及び作業服等の少なくとも一つを認識することにより、人を検知するように構成されていてもよい。また、空間認識装置７０は、ヘルメット、安全ベスト、及び作業服等の少なくとも一つにある所定の識別情報（例えば、マーク、ＱＲコード（登録商標））等を認識することにより、人を検知するように構成されていてもよい。

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。

尚、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ＮＳ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ＮＳ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ＮＳ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ＮＳは、右操作レバー２６Ｒに設けられていてもよく、キャビン１０内の他の位置に設けられていてもよい。

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。音出力装置Ｄ２は、例えば、スピーカやブザー等である。音出力装置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」）、例えば、側面視において、上部旋回体３の旋回平面に対してブーム４の両端の支点を結ぶ直線が成す角度を検出する。ブーム角度センサＳ１は、例えば、ロータリエンコーダ、加速度センサ、６軸センサ、ＩＭＵ（Inertial Measurement Unit：慣性計測装置）等を含んでよく、以下、アーム角度センサＳ２、バケット角度センサＳ３、機体傾斜センサＳ４についても同様である。ブーム角度センサＳ１によるブーム角度に対応する検出信号は、コントローラ３０に取り込まれる。

アーム角度センサＳ２は、アーム５に取り付けられ、アーム５のブーム４に対する回動角度（以下、「アーム角度」）、例えば、側面視において、ブーム４の両端の支点を結ぶ直線に対してアーム５の両端の支点を結ぶ直線が成す角度を検出する。アーム角度センサＳ２によるアーム角度に対応する検出信号は、コントローラ３０に取り込まれる。

バケット角度センサＳ３は、バケット６に取り付けられ、バケット６のアーム５に対する回動角度（以下、「バケット角度」）、例えば、側面視において、アーム５の両端の支点を結ぶ直線に対してバケット６の支点と先端（刃先）とを結ぶ直線が成す角度を検出する。バケット角度センサＳ３によるバケット角度に対応する検出信号は、コントローラ３０に取り込まれる。

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。

［逸脱動作検出時安全機能に関する制御処理の一例］
次に、図５、図６を参照して、コントローラ３０による逸脱動作検出時安全機能に関する制御処理の一例について説明する。

図５は、コントローラ３０の制御処理の一例を概略的に示すフローチャートである。本フローチャートは、例えば、ショベル１００のキースイッチＯＮからキースイッチＯＦＦまでの間で、繰り返しパターン判定部３０１によりショベル１００が繰り返し作業を行っていると判定されると開始される。

図５に示すように、ステップＳ１０２にて、逸脱動作検出部３０２は、繰り返し作業中の現在の動作区間を判定する。例えば、繰り返し作業が積込作業である場合、逸脱動作検出部３０２は、現在の動作区間が掘削動作区間、ブーム上げ旋回動作区間、排土動作区間、及びブーム下げ旋回動作区間の何れであるかを判定（特定）する。

ステップＳ１０４にて、逸脱動作検出部３０２は、操作装置２６の操作内容や遠隔操作信号に対応する遠隔操作の内容が現在の動作区間に対応しているか否かを判定する。換言すれば、逸脱動作検出部３０２は、現在の動作区間に対応する操作がされているか、現在の動作区間に対応しない逸脱操作がされているかを判定する。例えば、オペレータが油圧式の操作装置２６を通じてショベル１００を操作する場合、逸脱動作検出部３０２は、操作装置２６の二次側のパイロット圧の測定値、即ち、操作圧センサ２９の検出信号に基づき、当該判定を行ってよい。また、オペレータが電気式の操作装置２６を用いてショベル１００を操作する場合、逸脱動作検出部３０２は、操作装置２６の出力（操作信号）の内容、及び第２の油圧制御弁の二次側のパイロット圧の測定値に基づき、当該判定を行ってよい。また、例えば、ショベル１００が遠隔操作される場合、逸脱動作検出部３０２は、遠隔操作信号の内容、及び第１の油圧制御弁或いは第２の油圧制御弁の二次側のパイロット圧を測定値に基づき、当該判定を行ってよい。逸脱動作検出部３０２は、現在の動作区間に対応する操作が行われている場合、逸脱動作の検出なしと判断し、今回の処理を終了する。一方、逸脱動作検出部３０２は、逸脱操作が行われている場合、逸脱動作ありと判断し、ステップＳ１０６に進む。

ステップＳ１０６にて、安全機能作動制御部３０３は、動作制限機能及び警報出力機能を作動させて、今回の処理を終了する。

例えば、図６は、ショベル１００の積込作業の実行時におけるショベル１００の操作状態を示すタイミングチャートである。具体的には、図６は、ショベル１００の積込作業の実行時におけるブーム４、アーム５、バケット６、及び上部旋回体３のそれぞれの操作状態に対応する操作装置２６の二次側のパイロット圧（測定値）の時間変化を示すタイミングチャート６１０〜６４０である。

尚、図中の動作区間Ａ、動作区間Ｂ、動作区間Ｃ、及び動作区間Ｄは、それぞれ、掘削動作区間、ブーム上げ旋回動作区間、排土動作区間、及びブーム下げ旋回動作区間に対応する。以下、後述の図１１についても同様である。

図６に示すように、掘削動作区間に対応する時刻ｔ１０と時刻ｔ１１との間では、ブーム上げ操作、アーム閉じ操作、及びバケット閉じ操作が行われている。これにより、ショベル１００は、バケット６で地面を掘削し、バケット６に土砂を収容し地面から掬い上げる形で、掘削動作を実現することができる。

続いて、ブーム上げ旋回動作区間に対応する時刻ｔ１１と時刻ｔ１２との間では、ブーム上げ操作及び右旋回操作が行われている。これにより、ショベル１００は、ダンプトラックの荷台の最上端（あおり）よりも高い位置までバケット６を持ち上げつつ、ダンプトラックの荷台の上までバケット６を移動させる形で、ブーム上げ旋回動作を実現することができる。

続いて、排土動作に対応する時刻ｔ１２と時刻ｔ１３との間では、ブーム下げ操作、アーム開き操作、及びバケット開き操作が行われている。これにより、ショベル１００は、ブーム４の下げ動作及びアーム５の開き動作を行って、バケット６を適切な位置に移動させつつ、バケット６の開き動作を行い、土砂を排土させる形で、排土動作を実現することができる。

尚、排土動作区間では、ブーム下げ操作が行われなくてもよい。

続いて、ブーム下げ旋回動作区間に対応する時刻ｔ１３と時刻ｔ１４との間では、ブーム下げ操作及び左旋回操作が行われている。これにより、ショベル１００は、上部旋回体３を掘削動作に対応する向きに戻しつつ、バケット６の高さをダンプトラックの最上端より高い位置から掘削動作に対応する地面に近い位置まで下げる形で、ブーム下げ旋回動作を実現することができる。

尚、ブーム下げ旋回動作区間では、次のサイクルでの掘削動作に備えて、アーム操作やバケット操作が行われてもよい。

時刻ｔ１１から時刻ｔ１４までの間で、積込作業の１サイクルが終了し、時刻ｔ１４以降、引き続き、積込作業が繰り返される。

ここで、時刻ｔ１４以降の時刻ｔ１５において、掘削作業の１サイクルが開始されている。

掘削動作区間に対応する時刻ｔ１５と時刻ｔ１６との間で、時刻ｔ１０と時刻ｔ１１との間と同じ操作が行われ、ブーム上げ旋回動作区間に対応する時刻ｔ１６と時刻ｔ１７との間で、時刻ｔ１１と時刻ｔ１２との間と同じ操作が行われている。

しかしながら、排土動作区間に対応する時刻ｔ１７と時刻ｔ１８との間では、時刻ｔ１２と時刻ｔ１３との間の操作内容（ブーム下げ操作、アーム開き操作、及びバケット開き操作）とは異なり、左旋回操作が行われている。この場合、コントローラ３０は、逸脱動作の検出ありと判断し（図５のステップＳ１０４のＮＯ）、動作制限機能及び警報機能を作動させる（図５のステップＳ１０６）。

このように、オペレータは、積込作業のような繰り返し作業をショベル１００に行わせていると、同じ作業の繰り返しであることから、慣れや眠気等が生じて、操作ミス等を起こしてしまう可能性がある。

これに対して、コントローラ３０は、繰り返し作業（繰り返しパターン）から逸脱する逸脱動作が検出される場合に、オペレータに対して、逸脱動作を報知する警報を出力する。これにより、コントローラ３０は、オペレータに対して、逸脱動作に対応する操作を中止し、現在の動作区間に対応する正しい操作を行うように促すことができる。そのため、コントローラ３０は、逸脱動作に伴いショベル１００が周囲の障害物に接触したり、ショベル１００の姿勢状態が不安定になったりするような事態の発生を抑制することができる。そのため、ショベル１００の安全性を向上させることができる。

また、コントローラ３０は、繰り返し作業（繰り返しパターン）から逸脱する逸脱動作が検出される場合に、ショベル１００の動作を減速させる、或いは、減速させ、最終的に停止させる。これにより、繰り返しパターンの最中に誤操作がされても、誤操作に対応する逸脱動作が抑制される。そのため、コントローラ３０は、逸脱動作に伴いショベル１００が周囲の障害物に接触したり、ショベル１００の姿勢状態が不安定になったりするような事態の発生を抑制することができる。そのため、ショベル１００の安全性を向上させることができる。

［ショベルの構成の他の例］
次に、図７、図８（図８Ａ〜図８Ｃ）を参照して、本実施形態に係るショベル１００の構成の他の例について説明する。以下、上述の一例（図３）と異なる部分を中心に説明を行い、同じ或いは対応する構成についての説明を省略する場合がある。

図７は、本実施形態に係るショベル１００の油圧システムの構成の具体例を示す図である。

図８Ａ〜図８Ｃは、本実施形態に係るショベル１００の油圧システムのうちの操作系に関する構成部分の具体例を示す図である。具体的には、図８Ａは、ブーム４に関する操作系の構成部分の具体例を示す図である。また、図８Ｂは、バケット６に関する操作系の構成部分の具体例を示す図である。また、図８Ｃは、上部旋回体３に関する操作系の構成部分の具体例を示す図である。

尚、ショベル１００が遠隔操作される場合、図８Ａ〜図８Ｃのレバー装置２６Ａ〜２６Ｃが通信装置Ｔ１に置換され、コントローラ３０には、通信装置Ｔ１から遠隔操作の内容に対応する遠隔操作信号が取り込まれる。

図７、図８Ａ〜図８Ｃに示すように、本実施形態に係るショベル１００の操作系は、パイロットポンプ１５と、操作装置２６と、比例弁３１ＡＬ，３１ＡＲ，３１ＢＬ，３１ＢＲ，３１ＣＬ，３１ＣＲと、減圧用比例弁３３ＡＬ，３３ＡＲ，３３ＢＬ，３３ＢＲ，３３ＣＬ，３３ＣＲとを含む。以下、比例弁３１ＡＬ，３１ＡＲ，３１ＢＬ，３１ＢＲ，３１ＣＬ，３１ＣＲを包括的に、或いは、それぞれを個別に比例弁３１と称する場合がある。また、減圧用比例弁３３ＡＬ，３３ＡＲ，３３ＢＬ，３３ＢＲ，３３ＣＬ，３３ＣＲを包括的に、或いは、それぞれを個別に減圧用比例弁３３と称する場合がある。

図８Ａ〜図８Ｃに示すように、操作装置２６は、例えば、その操作内容に対応する電子信号（操作信号）を出力する電気式である。操作装置２６は、ブーム４、バケット６、及び上部旋回体３を操作対象とするレバー装置２６Ａ〜２６Ｃを含む。また、操作装置２６は、アーム５を操作対象とするアームレバー装置を含む。また、操作装置２６は、左クローラ１ＣＬ及び右クローラ１ＣＲのそれぞれを操作対象とする左走行レバー装置及び右走行レバー装置を含む。

尚、上述の一例と同様、操作装置２６は、油圧パイロット式であってもよい。

図８Ａに示すように、レバー装置２６Ａは、オペレータがブーム４（ブームシリンダ７）を操作するために用いられる。レバー装置２６Ａは、その操作内容（例えば、操作方向及び操作量）に応じた電気信号（操作信号）をコントローラ３０に出力する。

コントローラ３０には、操作装置２６の操作量（例えば、レバー装置２６Ａ〜２６Ｃの傾倒角度）に応じた比例弁３１への制御電流との対応関係が予め設定されている。操作装置２６に含まれる個々のレバー装置（レバー装置２６Ａ〜２６Ｃ等）のそれぞれに対応する比例弁３１は、設定された対応関係に基づき制御される。

比例弁３１ＡＬは、コントローラ３０から入力される制御電流に応じて動作する。具体的には、比例弁３１ＡＬは、パイロットポンプ１５から吐出される作動油を利用して、コントローラ３０から入力される制御電流に応じたパイロット圧を制御弁１７５Ｌの右側のパイロットポートと制御弁１７５Ｒの左側のパイロットポートとに出力する。これにより、比例弁３１ＡＬは、制御弁１７５Ｌの右側のパイロットポート及び制御弁１７５Ｒの左側のパイロットポートに作用するパイロット圧を調整することができる。例えば、コントローラ３０からレバー装置２６Ａに対するブーム４の上げ方向の操作（以下、「ブーム上げ操作」）に対応する制御電流が入力されることで、比例弁３１ＡＬは、レバー装置２６Ａにおける操作内容（操作量）に応じたパイロット圧を制御弁１７５Ｌの右側のパイロットポートと制御弁１７５Ｒの左側のパイロットポートに作用させることができる。また、レバー装置２６Ａの操作内容に依らず、コントローラ３０から所定の制御電流が入力されることで、比例弁３１ＡＬは、レバー装置２６Ａにおける操作内容と関係なく、制御弁１７５Ｌの右側のパイロットポートと制御弁１７５Ｒの左側のパイロットポートとにパイロット圧を作用させることができる。

比例弁３１ＡＲは、コントローラ３０から入力される制御電流に応じて動作する。具体的には、比例弁３１ＡＲは、パイロットポンプ１５から吐出される作動油を利用して、コントローラ３０から入力される制御電流に応じたパイロット圧を制御弁１７５Ｒの右側のパイロットポートに出力する。これにより、比例弁３１ＡＲは、制御弁１７５Ｒの右側のパイロットポートに作用するパイロット圧を調整することができる。例えば、コントローラ３０からレバー装置２６Ａに対するブーム４の下げ方向の操作（以下、「ブーム下げ操作」）に対応する制御電流が入力されることで、比例弁３１は、レバー装置２６Ａにおける操作内容（操作量）に応じたパイロット圧を制御弁１７５Ｒの右側のパイロットポートに作用させることができる。また、レバー装置２６Ａの操作内容に依らず、コントローラ３０から所定の制御電流が入力されることで、比例弁３１は、レバー装置２６Ａにおける操作内容と関係なく、制御弁１７５Ｒの右側のパイロットポートを介して、制御弁１７５Ｌの右側のパイロットポートと制御弁１７５Ｒの左側のパイロットポートにその操作内容に応じたパイロット圧を作用させる。また、レバー装置２６Ａは、ブーム下げ操作がされた場合に、操作方向及び操作量に応じた操作信号をコントローラ３０に出力し、コントローラ３０及び比例弁３１ＡＲを介して、制御弁１７５Ｒの右側のパイロットポートにその操作内容に応じたパイロット圧を作用させる。

このように、比例弁３１ＡＬ，３１ＡＲは、コントローラ３０の制御下で、レバー装置２６Ａの操作状態に応じて、制御弁１７５Ｌ、１７５Ｒを任意の弁位置で停止できるように、二次側に出力するパイロット圧を調整することができる。また、比例弁３１ＡＬ，３１ＡＲは、コントローラ３０の制御下で、レバー装置２６Ａの操作状態に依らず、制御弁１７５Ｌ、１７５Ｒを任意の弁位置で停止できるように、二次側に出力するパイロット圧を調整することができる。

減圧用比例弁３３ＡＬは、比例弁３１ＡＬと、制御弁１７５Ｌの右側のパイロットポート及び制御弁１７５Ｒの左側のパイロットポートとの間のパイロットラインに配置される。コントローラ３０は、例えば、上述の如く、ブーム４（ブームシリンダ７）の減速或いは停止の制動動作が必要と判断した場合、当該パイロットラインの作動油をタンクへ排出することでパイロット圧を減圧させる。これにより、比例弁３１ＡＬの状態にかかわらず、制御弁１７５Ｌ，１７５Ｒのスプールを中立方向へ移動させることができる。そのため、減圧用比例弁３３ＡＬは、ブーム４の上げ方向への動作に対する制動特性を高めたい場合に有効である。

尚、本実施形態では、ショベル１００が減圧用比例弁３３ＡＬを必ずしも備える必要はなく、省略されてもよい。以下、他の減圧用比例弁３３（減圧用比例弁３３ＡＲ，３３ＢＬ，３３ＢＲ，３３ＣＬ，３３ＣＲ等）についても同様である。この場合、例えば、比例弁３１ＡＬから制御弁１７５Ｌ，１７５Ｒのブーム４の上げ方向のパイロットポートに作用する対抗して、比例弁３１ＡＲから制御弁１７５Ｌ，１７５Ｒのブーム４の下げ方向のパイロットポートにパイロット圧を作用させてよい。これにより、制御弁１７５Ｌ，１７５Ｒのスプールを中立方向に移動させ、ブーム４の上げ方向への動作に対する制動特性を高めることができる。以下、他の比例弁３１（比例弁３１ＡＲ，３１ＢＬ，３１ＢＲ，３１ＣＬ，３１ＣＲ等）から対応する制御弁のパイロットポートにパイロット圧が作用している場合についても、同様の態様で、制動特性が高められてよい。

減圧用比例弁３３ＡＲは、比例弁３１ＡＲと、制御弁１７５Ｒの右側のパイロットポートとの間のパイロットラインに配置される。コントローラ３０は、例えば、上述の如く、ブーム４（ブームシリンダ７）の減速或いは停止の制動動作が必要と判断した場合、当該パイロットラインの作動油をタンクへ排出することでパイロットラインを減圧させる。これにより、比例弁３１ＡＲの状態にかかわらず、制御弁１７５Ｒのスプールを中立方向へ移動させることができる。そのため、減圧用比例弁３３ＡＲは、ブーム４の下げ方向への動作に対する制動特性を高めたい場合に有効である。

コントローラ３０は、オペレータのレバー装置２６Ａに対するブーム上げ操作に対応する操作信号に応じて、比例弁３１ＡＬを制御する。これにより、コントローラ３０は、レバー装置２６Ａにおけるブーム上げ操作の操作内容（操作量）に応じたパイロット圧を制御弁１７５Ｌの右側のパイロットポート及び制御弁１７５Ｒの左側のパイロットポートに供給させることができる。また、コントローラ３０は、オペレータのレバー装置２６Ａに対するブーム下げ操作に対応する操作信号に応じて、比例弁３１ＡＲを制御する。これにより、コントローラ３０は、レバー装置２６Ａにおける操作内容（操作量）に応じたパイロット圧を制御弁１７５Ｒの右側のパイロットポートに供給させることができる。即ち、コントローラ３０は、レバー装置２６Ａから入力される操作信号に応じて、比例弁３１ＡＬ，３１ＡＲを制御し、レバー装置２６Ａの操作内容に応じたブーム４の上げ下げの動作を実現することができる。

また、コントローラ３０は、オペレータのレバー装置２６Ａに対するブーム上げ操作とは無関係に、比例弁３１ＡＬを制御し、パイロットポンプ１５から吐出される作動油を、制御弁１７５Ｌの右側のパイロットポート及び制御弁１７５Ｒの左側のパイロットポートに供給させることができる。また、コントローラ３０は、オペレータのレバー装置２６Ａに対するブーム下げ操作とは無関係に、比例弁３１ＡＲを制御し、パイロットポンプ１５から吐出される作動油を、制御弁１７５Ｒの右側のパイロットポートに供給できる。即ち、コントローラ３０は、ブーム４の上げ下げの動作を自動制御することができる。

図８Ｂに示すように、レバー装置２６Ｂは、オペレータがバケット６（バケットシリンダ９）を操作するために用いられる。レバー装置２６Ｂは、その操作内容（例えば、操作方向及び操作量）に応じた操作信号をコントローラ３０に出力する。

比例弁３１ＢＬは、コントローラ３０から入力される制御電流に応じて動作する。具体的には、比例弁３１ＢＬは、パイロットポンプ１５から吐出される作動油を利用して、コントローラ３０から入力される制御電流に応じたパイロット圧を制御弁１７４の左側のパイロットポートに出力する。これにより、比例弁３１ＢＬは、制御弁１７４の左側のパイロットポートに作用するパイロット圧を調整することができる。例えば、コントローラ３０からレバー装置２６Ｂに対するバケット６の閉じ方向の操作（以下、「バケット閉じ操作」）に対応する制御電流が入力されることで、比例弁３１ＢＬは、レバー装置２６Ｂにおける操作内容（操作量）に応じたパイロット圧を制御弁１７４の左側のパイロットポートに作用させることができる。また、レバー装置２６Ｂの操作内容に依らず、コントローラ３０から所定の制御電流が入力されることで、比例弁３１ＢＬは、レバー装置２６Ｂにおける操作内容と関係なく、制御弁１７４の左側のパイロットポートにパイロット圧を作用させることができる。

比例弁３１ＢＲは、コントローラ３０が出力する制御電流に応じて動作する。具体的には、比例弁３１ＢＲは、パイロットポンプ１５から吐出される作動油を利用して、コントローラ３０から入力される制御電流に応じたパイロット圧を制御弁１７４の右側のパイロットポートに出力する。これにより、比例弁３１ＢＲは、制御弁１７４の右側のパイロットポートに作用するパイロット圧を調整することができる。例えば、コントローラ３０からレバー装置２６Ｂに対するバケット６の開き方向の操作（以下、「バケット開き操作」）に対応する制御電流が入力されることで、比例弁３１ＢＲは、レバー装置２６Ｂにおける操作内容（操作量）に応じたパイロット圧を制御弁１７４の右側のパイロットポートに作用させることができる。また、レバー装置２６Ｂの操作内容に依らず、コントローラ３０から所定の制御電流が入力されることで、比例弁３１ＢＲは、レバー装置２６Ｂにおける操作内容と関係なく、制御弁１７４の右側のパイロットポートにパイロット圧を作用させることができる。

このように、比例弁３１ＢＬ，３１ＢＲは、コントローラ３０の制御下で、レバー装置２６Ｂの操作状態に応じて、制御弁１７４を任意の弁位置で停止できるように、二次側に出力するパイロット圧を調整することができる。また、比例弁３１ＢＬ，３１ＢＲは、レバー装置２６Ｂの操作状態に依らず、制御弁１７４を任意の弁位置で停止できるように、二次側に出力するパイロット圧を調整することができる。

減圧用比例弁３３ＢＬは、比例弁３１ＢＬと、制御弁１７４の左側のパイロットポートとの間のパイロットラインに配置される。コントローラ３０は、例えば、バケット６（バケットシリンダ９）の減速或いは停止の制動動作が必要と判断した場合、当該パイロットラインの作動油をタンクへ排出することでパイロット圧を減圧させる。これにより、比例弁３１ＢＬの状態にかかわらず、制御弁１７４のスプールを中立方向へ移動させることができる。そのため、減圧用比例弁３３ＢＬは、バケット６の閉じ方向への動作に対する制動特性を高めたい場合に有効である。

減圧用比例弁３３ＢＲは、比例弁３１ＢＲと、制御弁１７４の右側のパイロットポートとの間のパイロットラインに配置される。コントローラ３０は、例えば、バケット６（バケットシリンダ９）の減速或いは停止の制動動作が必要と判断した場合、当該パイロットラインの作動油をタンクへ排出することでパイロットラインを減圧させる。これにより、比例弁３１ＢＲの状態にかかわらず、制御弁１７４のスプールを中立方向へ移動させることができる。そのため、減圧用比例弁３３ＢＲは、バケット６の開き方向への動作に対する制動特性を高めたい場合に有効である。

コントローラ３０は、オペレータのレバー装置２６Ｂに対するバケット閉じ操作に対応する操作信号に応じて、比例弁３１ＢＬを制御する。これにより、コントローラ３０は、レバー装置２６Ｂにおけるバケット閉じ操作の内容（操作量）に応じたパイロット圧を制御弁１７４の左側のパイロットポートに供給させることができる。また、コントローラ３０は、オペレータのレバー装置２６Ｂに対するバケット開き操作に対応する操作信号に応じて、比例弁３１ＢＲを制御する。これにより、コントローラ３０は、レバー装置２６Ｂにおけるバケット開き操作の内容（操作量）に応じたパイロット圧を制御弁１７４の右側のパイロットポートに供給させることができる。即ち、コントローラ３０は、レバー装置２６Ｂから入力される操作信号に応じて、比例弁３１ＢＬ，３１ＢＲを制御し、レバー装置２６Ｂの操作内容に応じたバケット６の開閉動作を実現することができる。

また、コントローラ３０は、オペレータのレバー装置２６Ｂに対するバケット閉じ操作とは無関係に、比例弁３１ＢＬを制御し、パイロットポンプ１５から吐出される作動油を、制御弁１７４の左側のパイロットポートに供給させることができる。また、コントローラ３０は、オペレータのレバー装置２６Ｂに対するバケット開き操作とは無関係に、比例弁３１ＢＲを制御し、パイロットポンプ１５から吐出される作動油を、制御弁１７４の右側のパイロットポートに供給させることができる。即ち、コントローラ３０は、バケット６の開閉動作を自動制御することができる。

図８Ｃに示すように、レバー装置２６Ｃは、オペレータが上部旋回体３（旋回油圧モータ２Ａ）を操作するために用いられる。レバー装置２６Ｃは、その操作内容（例えば、操作方向及び操作量）に応じた操作信号をコントローラ３０に出力する。

比例弁３１ＣＬは、コントローラ３０から入力される制御電流に応じて動作する。具体的には、比例弁３１ＣＬは、パイロットポンプ１５から吐出される作動油を利用して、コントローラ３０から入力される制御電流に応じたパイロット圧を制御弁１７３の左側のパイロットポートに出力する。これにより、比例弁３１ＣＬは、制御弁１７３の左側のパイロットポートに作用するパイロット圧を調整することができる。例えば、コントローラ３０からレバー装置２６Ｃに対する上部旋回体３の左方向の旋回操作（以下、「左旋回操作」）に対応する制御電流が入力されることで、比例弁３１ＣＬは、レバー装置２６Ｃにおける操作内容（操作量）に応じたパイロット圧を制御弁１７３の左側のパイロットポートに作用させることができる。また、レバー装置２６Ｃの操作内容に依らず、コントローラ３０から所定の制御電流が入力されることで、比例弁３１ＣＬは、レバー装置２６Ｃにおける操作内容と関係なく、制御弁１７３の左側のパイロットポートにパイロット圧を作用させることができる。

比例弁３１ＣＲは、コントローラ３０が出力する制御電流に応じて動作する。具体的には、比例弁３１ＣＲは、パイロットポンプ１５から吐出される作動油を利用して、コントローラ３０から入力される制御電流に応じたパイロット圧を制御弁１７３の右側のパイロットポートに出力する。これにより、比例弁３１ＣＲは、制御弁１７３の右側のパイロットポートに作用するパイロット圧を調整することができる。例えば、コントローラ３０からレバー装置２６Ｃに対する上部旋回体３の右方向の旋回操作（以下、「右旋回操作」）に対応する制御電流が入力されることで、比例弁３１ＣＲは、レバー装置２６Ｃにおける操作内容（操作量）に応じたパイロット圧を制御弁１７３の右側のパイロットポートに作用させることができる。また、レバー装置２６Ｃの操作内容に依らず、コントローラ３０から所定の制御電流が入力されることで、比例弁３１ＣＲは、レバー装置２６Ｃにおける操作内容と関係なく、制御弁１７３の右側のパイロットポートにパイロット圧を作用させることができる。

このように、比例弁３１ＣＬ，３１ＣＲは、コントローラ３０の制御下で、レバー装置２６Ｃの操作状態に応じて、制御弁１７３を任意の弁位置で停止できるように、二次側に出力するパイロット圧を調整することができる。また、比例弁３１ＣＬ，３１ＣＲは、レバー装置２６Ｃの操作状態に依らず、制御弁１７３を任意の弁位置で停止できるように、二次側に出力するパイロット圧を調整することができる。

減圧用比例弁３３ＣＬは、比例弁３１ＣＬと、制御弁１７３の左側のパイロットポートとの間のパイロットラインに配置される。コントローラ３０は、例えば、上部旋回体３（旋回油圧モータ２Ａ）の減速或いは停止の制動動作が必要と判断した場合、当該パイロットラインの作動油をタンクへ排出することでパイロット圧を減圧させる。これにより、比例弁３１ＣＬの状態にかかわらず、制御弁１７３のスプールを中立方向へ移動させることができる。そのため、減圧用比例弁３３ＣＬは、上部旋回体３の左旋回動作に対する制動特性を高めたい場合に有効である。

減圧用比例弁３３ＣＲは、比例弁３１ＣＲと、制御弁１７３の右側のパイロットポートとの間のパイロットラインに配置される。コントローラ３０は、例えば、上部旋回体３（旋回油圧モータ２Ａ）の減速或いは停止の制動動作が必要と判断した場合、当該パイロットラインの作動油をタンクへ排出することでパイロットラインを減圧させる。これにより、比例弁３１ＣＲの状態にかかわらず、制御弁１７３のスプールを中立方向へ移動させることができる。そのため、減圧用比例弁３３ＣＲは、上部旋回体３の右旋回動作に対する制動特性を高めたい場合に有効である。

コントローラ３０は、オペレータのレバー装置２６Ｃに対する左旋回操作に対応する操作信号に応じて、比例弁３１ＣＬを制御し、レバー装置２６Ｃにおける操作内容（操作量）に応じたパイロット圧を制御弁１７３の左側のパイロットポートに供給させることができる。また、コントローラ３０は、オペレータのレバー装置２６Ｃに対する右旋回操作に対応する操作信号に応じて、比例弁３１ＣＲを制御し、レバー装置２６Ｃにおける操作内容（操作量）に応じたパイロット圧を制御弁１７３の右側のパイロットポートに供給させることができる。即ち、コントローラ３０は、レバー装置２６Ｃから入力される操作信号に応じて、比例弁３１ＣＬ，３１ＣＲを制御し、レバー装置２６Ｃの操作内容に応じたバケット６の開閉動作を実現することができる。

また、コントローラ３０は、オペレータのレバー装置２６Ｃに対する左旋回操作とは無関係に、比例弁３１ＣＬを制御し、パイロットポンプ１５から吐出される作動油を、制御弁１７３の左側のパイロットポートに供給させることができる。また、コントローラ３０は、オペレータのレバー装置２６Ｃに対する右旋回操作とは無関係に、比例弁３１ＣＲを制御し、パイロットポンプ１５から吐出される作動油を、制御弁１７３の右側のパイロットポートに供給させることができる。即ち、コントローラ３０は、上部旋回体３の左右方向への旋回動作を自動制御することができる。

また、アーム５（アームシリンダ８）の操作系に関する構成部分についても、アームレバー装置、比例弁３１（具体的には、後述の比例弁３１ＤＬ，３１ＤＲ）、及び減圧用比例弁３３等を含む形で、ブーム４等の操作系に関する構成部分（図８Ａ〜図８Ｃ）と同様に構成されてよい。また、左側のクローラ（走行油圧モータ２ＭＬ）及び右側のクローラ（走行油圧モータ２ＭＲ）の操作に関する構成部分についても、ブーム４等の操作系に関する構成部分（図８Ａ〜図８Ｃ）と同様に構成されてよい。

［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の概要］
次に、図７、図８Ａ〜図８Ｃに加えて、図９を参照して、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の概要について説明する。

図９は、ショベル１００のマシンガイダンス機能及びマシンコントロール機能に関する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（設計面の一例）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や音出力装置Ｄ２等を通じて、オペレータに伝える。また、ショベル１００が遠隔操作される場合、コントローラ３０は、通信装置Ｔ１を通じて、作業情報を外部装置に送信することにより、遠隔操作を行うオペレータに伝えてもよい。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Ｖ１、入力装置７２等から情報を取得する。そして、コントローラ３０は、例えば、取得した情報に基づき、バケット６と目標施工面との間の距離を算出し、表示装置Ｄ１に表示される画像や音出力装置Ｄ２から出力される音により、算出した距離をオペレータに通知してよい。また、ショベル１００が遠隔操作される場合、コントローラ３０は、算出した距離に関する情報を外部装置に送信し、外部装置の表示装置や音出力装置を通じて遠隔操作を行うオペレータに通知してもよい。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、コントローラ３０の内部メモリ（例えば、補助記憶装置）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、作業情報を外部装置に送信することにより、作業情報を外部装置のオペレータに通知し、オペレータによるショベル１００の遠隔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。マシンコントロール機能は、例えば、入力装置４２に含まれる所定のスイッチＮＳが押下された場合に実行されてよい。スイッチＮＳは、例えば、ノブスイッチとして操作装置２６（例えばアームレバー装置）のオペレータによる把持部の先端に配置されていてよい。また、ショベル１００が遠隔操作される場合についても、オペレータが利用する操作装置（以下、「遠隔操作装置」）のレバーの先端部に配置される所定のスイッチが押下された場合に、マシンコントロール機能が実行されてよい。以下、スイッチＮＳや遠隔操作装置に配置される所定のスイッチを含む、マシンコントロール機能を有効にするための操作入力手段を包括的に「ＭＣ（Machine Control）スイッチ」と称し、ＭＣスイッチが押下されている場合に、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。

コントローラ３０は、アタッチメントＡＴの制御基準となる所定部位（以下、「制御基準」）が辿る軌道の目標（以下、「目標軌道」）を取得する。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、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、内部或いは外部の通信可能な不揮発性記憶装置に記憶されている目標施工面に関するデータに基づき、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（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）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ＡＴ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。

コントローラ３０は、例えば、オペレータが地面の掘削動作や均し動作等に対応する操作を手動で行っている場合に、目標施工面とバケット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の少なくとも一つを自動的に動作させる。具体的には、オペレータがＭＣスイッチを操作（押下）しながら、アーム操作を行うと、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の少なくとも一つを自動的に動作させる。より具体的には、コントローラ３０は、上述の如く、比例弁３１を制御し、ブーム４、アーム５、及び、バケット６のうちの少なくとも一つを自動的に動作させる。これにより、オペレータは、アーム操作を行うだけで、目標施工面に沿った掘削動作や均し動作等をショベル１００に実行させることができる。

また、コントローラ３０は、例えば、所定の条件（以下、「ブーム上げ旋回開始条件」）が成立した場合、オペレータの旋回操作に合わせて、ブーム４の上げ動作等を自動的に行わせ、バケット６を所定の目標軌道に沿って移動させる。

ブーム上げ旋回開始条件は、所定の位置に駐車されているダンプトラックに向けてバケット６に収容された土砂等を移動させる作業の開始を示す条件である。例えば、ブーム上げ旋回開始条件は、"マシンコントロール機能が有効であること"及び"アーム操作がされている状態から旋回操作がされる状態に切り替わること"の条件を含んでよい。また、例えば、ブーム上げ旋回開始条件は、"所定のスイッチ（以下、「ブーム上げ旋回開始スイッチ」）が押された状態で、旋回操作がされること"の条件を含んでもよい。また、例えば、ブーム上げ旋回開始条件は、"アタッチメントによる掘削土量が所定量以上となったこと"の条件を含んでもよい。また、例えば、ブーム上げ旋回開始条件は、"アタッチメントによる所定の距離以上の掘削動作が完了したこと"を含んでもよい。この場合、コントローラ３０は、例えば、空間認識装置７０に含まれうる単眼カメラやステレオカメラによる上部旋回体３の前方の画像に基づき、アタッチメントによる掘削土量や掘削距離等を把握できる。つまり、ブーム上げ旋回開始条件は、例えば、掘削動作区間等のショベル１００の一つの動作区間が完了したかどうかを判断するための条件である。また、ブーム上げ旋回開始条件には、上述のような条件が複数含まれる場合、含まれる複数の条件のうちの何れか一つが成立すると、ブーム上げ旋回開始条件が成立する態様であってもよいし、含まれる複数の条件のうちの二以上の一部又は全部が成立すると、ブーム上げ旋回開始条件が成立する態様であってもよい。以下、後述する排土開始条件、及びブーム下げ旋回開始条件等についても同様である。

具体的には、オペレータが旋回操作を行うと、コントローラ３０は、当該操作に応じて、目標軌道とバケット６の制御基準となる部位（例えば、バケット６の下端部等）とが一致するように、上部旋回体３、及び、アタッチメントＡＴのうちの少なくともブーム４を自動的に動作させる。より具体的には、コントローラ３０は、上述の如く、比例弁３１を制御し、上部旋回体３、及び、ブーム４等を自動的に動作させる。これにより、オペレータは、旋回操作を行うだけで、バケット６に収容された土砂等をダンプトラックの荷台の上方まで移動させるブーム上げ旋回動作をショベル１００に行わせることができる。

また、コントローラ３０は、例えば、所定の条件（以下、「排土開始条件」）が成立した場合、バケット６の開き操作に合わせて、アーム５の開き動作等を自動的に行わせ、ダンプトラックの荷台に向けてバケット６に収容されている土砂等を排土させる。

排土開始条件は、ダンプトラックにバケット６に収容された土砂等を排出させる作業の開始を示す条件である。例えば、排土開始条件は、"マシンコントロール機能が有効であること"及び"旋回動作がされている状態からバケット開き操作される状態に切り替わること"の条件を含んでよい。また、例えば、排土開始条件は、"所定のスイッチ（以下、「排土開始スイッチ」）が押された状態で、バケット開き操作されること"の条件を含んでもよい。また、例えば、排土開始条件は、"バケット６がダンプトラックの上方の所定の箇所（例えば、目標軌道の終点等）に到達したこと"の条件を含んでもよい。この場合、排土開始条件における"所定の箇所（目標軌道の終点）"は、排土の都度、変更されてもよい。

具体的には、オペレータがバケット開き操作を行うと、コントローラ３０は、当該操作に応じて、ダンプトラックの荷台における所定の目標位置にバケット６内の土砂等が排出されるように、バケット６の開き動作、及び、アーム５の開き動作等を行わせる。より具体的には、コントローラ３０は、上述の如く、比例弁３１を制御し、アーム５及びバケット６等を自動的に動作させる。これにより、オペレータは、バケット開き操作を行うだけで、バケット６に収容された土砂等をダンプトラックの荷台に排土させることができる。

また、コントローラ３０は、例えば、所定の条件（以下、「ブーム下げ旋回開始条件」）が成立した場合、オペレータによる旋回操作に合わせて、ブーム４の下げ動作等を自動的に行わせ、バケット６を所定の目標軌道に合わせて移動させる。

ブーム下げ旋回開始条件は、ダンプトラックの荷台にバケット６の土砂等を排出させた後に、積込作業における次のサイクルの掘削動作等を行うための元の位置にアタッチメントＡＴを旋回移動させる作業の開始を示す条件である。例えば、ブーム下げ旋回開始条件は、"マシンコントロール機能が有効であること"及び"バケット開き操作されている状態から旋回操作される状態に切り替わること"の条件を含んでよい。また、例えば、ブーム下げ旋回開始条件は、"所定のスイッチ（以下、「ブーム下げ旋回開始スイッチ」）が押された状態で、旋回操作がされること"の条件を含んでもよい。また、例えば、ブーム下げ旋回開始条件は、"バケット６内から土砂が無くなったこと"の条件を含んでもよい。この場合、コントローラ３０は、例えば、空間認識装置７０に含まれうる単眼カメラやステレオカメラによる上部旋回体３の前方の画像に基づき、バケット６内の土砂等の量を把握できる。

具体的には、オペレータが旋回操作を行うと、コントローラ３０は、当該操作に応じて、目標軌道とバケット６の制御基準となる部位とが一致するように、上部旋回体３、及び、アタッチメントＡＴのうちの少なくともブーム４を自動的に動作させる。より具体的には、コントローラ３０は、上述の如く、比例弁３１を制御し、上部旋回体３、及び、ブーム４等を自動的に動作させる。これにより、オペレータは、旋回操作を行うだけで、バケット６に収容された土砂等をダンプトラックの荷台に排出させた後に、アタッチメントＡＴを掘削動作等のための元の位置に移動させるブーム下げ旋回動作をショベル１００に行わせることができる。

また、コントローラ３０は、ショベル１００のブーム下げ旋回動作の前に、例えば、所定の条件（以下、「均し動作開始条件」）が成立した場合、オペレータのアタッチメントに関する操作に合わせて、ダンプトラックの荷台に搭載された土砂等を平坦にするための動作（以下、「均し動作」）を自動的に行わせ、バケット６を所定の目標軌道に合わせて移動させてもよい。

均し動作開始条件は、ダンプトラックの荷台にバケット６の土砂等を排出させた後に、均し動作の開始を示す条件である。例えば、均し動作開始条件は、"マシンコントロール機能が有効であること"及び"バケット６内から土砂が無くなったこと"の条件を含んでよい。また、例えば、均し動作開始条件は、"ダンプトラックの荷台の上方にバケット６がある状態で、アーム操作されること"の条件を含んでもよい。この場合、コントローラ３０は、予め規定され、内部の或いは外部の通信可能な不揮発性の記憶装置に格納されるダンプトラックの荷台の形状に基づき、目標軌道が生成してよい。

また、コントローラ３０は、ショベル１００のブーム下げ旋回動作の後に、例えば、所定の条件（以下、「掘削開始条件」）が成立した場合、オペレータのアタッチメントに関する操作に合わせて、掘削動作を自動的に行わせ、バケット６を所定の目標軌道に合わせて移動させてもよい。

掘削開始条件は、ショベル１００のブーム下げ旋回動作の後に、掘削動作の開始を示す条件である。例えば、掘削開始条件は、"マシンコントロール機能が有効であること"及び"バケット６が目標施工面の上方にある状態で、アーム操作がされること"の条件を含んでよい。

このように、コントローラ３０は、所定の条件、つまり、"操作されていなかった操作対象が、操作開始されたこと"に相当する条件が成立した場合に、操作対象の動作に合わせて、自動的に、ショベル１００に所定の動作を行わせ、アタッチメントの所定の部位を目標軌道に合わせて移動させる。具体的には、コントローラ３０は、オペレータの操作に合わせて、繰り返し作業（例えば、積込作業）を構成する一連の複数の動作区間（例えば、掘削動作区間、ブーム上げ旋回動作区間、排土動作区間、及びブーム下げ旋回動作区間）の動作を自動でショベル１００に行わせる。

コントローラ３０は、例えば、一つの作業を構成する動作に関する情報（以下、「動作構成情報」）に基づき、ショベル１００の現在の作業内容に関する情報（例えば、繰り返し作業の種別）（以下、「作業内容情報」）を取得する。例えば、積込作業を構成する動作は、上述の如く、掘削動作、ブーム上げ旋回動作、排土動作、及びブーム下げ旋回動作が積込作業であり、動作構成情報には、これらの複数の動作（区間）が規定されている。これにより、コントローラ３０は、ショベル１００の現在の作業内容に合わせて、オペレータの操作による繰り返し作業を自動的に支援することができる。動作構成情報は、入力装置７２を通じて、操作入力されてもよいし、所定の外部装置（例えば、遠隔操作に対応する外部装置）から通信装置Ｔ１を通じて受信される態様であってもよい。また、現在の作業内容情報が入力装置７２を通じて操作入力されたり、所定の外部装置から現在の作業内容情報が受信されたりする態様であってよい。また、ショベル１００が実行中の（繰り返し）作業の動作構成は、コントローラ３０により特定されてもよい。例えば、コントローラ３０は、オペレータの操作内容や空間認識装置７０の出力等に基づき、ショベル１００の実行中の作業の動作構成を特定してよい。この場合、特定された動作構成は、繰り返しパターンの判定を行うため、繰り返しパターン判定部３０１に入力される。

また、コントローラ３０は、例えば、作業の段取りに関する情報（例えば、複数の作業の順序や時間帯ごとの作業の種別、作業場所等）（以下、「作業段取り情報」）に基づき、ショベル１００の作業場所や時間帯に対応した作業内容情報（例えば、繰り返し作業の種別）を取得してもよい。これにより、コントローラ３０は、ショベル１００の作業場所や時間帯に対応した作業内容に合わせて動作構成を生成し、オペレータの操作による繰り返し作業を自動的に支援することができる。

尚、コントローラ３０は、完全自動運転機能によって、繰り返し作業を自動的にショベル１００に行わせてもよい。

図７に示すように、コントローラ３０は、上述の一例と同様、繰り返しパターン判定部３０１と、逸脱動作検出部３０２と、安全機能作動制御部３０３とを含む。

繰り返しパターン判定部３０１（判定部の一例）は、上述の一例の場合と同様、所定期間内のショベル１００の動作の繰り返しパターンを判定する。例えば、繰り返しパターン判定部３０１は、ショベル１００の現在の作業内容情報に基づき、ショベル１００が繰り返しパターン（繰り返し作業）を行っているか否かの判定や、行っている繰り返し作業の種別の特定等を行ってよい。

逸脱動作検出部３０２（検出部の一例）は、上述の一例の場合と同様、ショベル１００が繰り返しパターンに対応する動作を行っている場合に、繰り返しパターンから逸脱する動作（以下、「逸脱動作」）が行われないかを監視することにより、ショベル１００の逸脱動作を検出する。例えば、逸脱動作検出部３０２は、センサＳ１〜Ｓ５や空間認識装置７０の出力に基づき、ショベル１００の動作を認識し、その動作を監視することにより、ショベル１００の逸脱動作を検出してよい。また、逸脱動作検出部３０２は、自動運転機能（マシンコントロール機能）による制御指令やその制御指令に基づく比例弁３１からのパイロット圧の測定値等、ショベル１００の自動運転機能に関する制御状態を監視し、ショベル１００の逸脱動作に対応する制御状態（以下、「逸脱制御」）を検出してもよい。

安全機能作動制御部３０３は、上述の一例の場合と同様、逸脱動作検出部３０２により逸脱動作が検出される場合に、逸脱動作検出時安全機能を作動させる。

［ショベルのマシンコントロール機能の詳細］
次に、図１０（図１０Ａ、図１０Ｂ）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詳細について説明する。

図１０Ａ、図１０Ｂ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の構成の一例を示す機能ブロック図である。具体的には、図１０Ａ、図１０Ｂは、搭乗オペレータの旋回操作に応じて、ショベル１００のアタッチメントＡＴを自動的に動作させ、ブーム上げ旋回動作及びブーム下げ旋回動作を実現するためのマシンコントロール機能に関する構成の具体例である。

尚、外部装置のオペレータの旋回操作に応じて、ショベル１００のアタッチメントＡＴを自動的に動作させるためのマシンコントロール機能に関する構成は、図１０Ａの操作装置２６（レバー装置２６Ｃ）が外部装置からの遠隔操作信号を受信する通信装置Ｔ１に置換される点を除き、図１０Ａ、図１０Ｂと同じである。そのため、説明を省略する。また、オペレータの操作に応じて、ショベル１００のアタッチメントＡＴを自動的に動作させ、掘削動作を実現するためのマシンコントロール機能に関する構成についても、図１０Ａ、図１０Ｂと同様の形で表現される。具体的には、図１０Ａにおいて、マスタ指令値生成部３００７Ａで生成される旋回指令値β_４ｒがアーム指令値β_２ｒに置換され、スレーブ指令値生成部３００７Ｂで生成されるアーム指令値β_２ｒが旋回指令値β_４ｒ（＝０）に置換される。また、オペレータの操作に応じて、ショベル１００のアタッチメントＡＴを自動的に動作させ、排土動作を実現するためのマシンコントロール機能についても、図１０Ａ、図１０Ｂと同様の形で表現される。具体的には、図１０Ａにおいて、マスタ指令値生成部３００７Ａで生成される旋回指令値β_４ｒがバケット指令値β_３ｒに置換され、スレーブ指令値生成部３００７Ｂで生成されるバケット指令値β_３ｒが旋回指令値β_４ｒ（＝０）に置換される。

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、現在位置算出部３００２と、目標施工面取得部３００３と、目標軌道設定部３００４と、目標位置算出部３００５と、バケット形状取得部３００６と、動作指令生成部３００７と、パイロット指令生成部３００８と、姿勢角算出部３００９とを含む。これらの機能部３００１〜３００９は、例えば、マシンコントロール機能が有効な場合、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、操作装置２６から取り込まれる操作信号に基づき、操作装置２６（例えば、レバー装置２６Ｃ）の操作内容（操作方向及び操作量）を取得する。

現在位置算出部３００２は、エンドアタッチメントにおける制御基準（例えば、バケット６の爪先や背面等の作業部位）の位置（現在位置）を算出する。具体的には、現在位置算出部３００２は、後述する姿勢角算出部３００９により算出されるブーム角度θ_１、アーム角度θ_２、バケット角度θ_３、旋回角度θ_４に基づき、エンドアタッチメントの制御基準の（現在）位置（作業部位の位置）を算出してよい。

目標施工面取得部３００３は、例えば、コントローラ３０の内部メモリ（不揮発性の補助記憶装置）や所定の外部記憶装置等から目標施工面に関するデータを取得する。

目標軌道設定部３００４は、エンドアタッチメントにおける制御基準の目標軌道に関する情報を設定する。例えば、目標軌道設定部３００４は、ショベル１００による掘削動作を対象として、目標施工面に沿って移動させるための目標軌道（例えば、上述の如く、ショベル１００の機体を基準とする、目標施工面の前後方向への傾斜角度）を設定する。また、目標軌道設定部３００４は、ショベル１００によるブーム上げ旋回動作を対象として、バケット６を所定位置に駐車されているダンプトラックの荷台の上方空間に向けて移動するような目標軌道（例えば、図４Ａ、図４Ｂ参照）を設定する。このとき、目標軌道設定部３００４は、例えば、ダンプトラックの位置及びダンプトラックの荷台に関する条件（例えば、あおり部分の高さ、フロントパネルの高さや幅、荷台の底の位置等）を想定して予め規定された目標軌道に関するデータを内部メモリ等から読み出してよい。また、目標軌道設定部３００４は、例えば、空間認識装置７０によるショベル１００の周囲の物体の認識結果に基づき、ダンプトラックの位置や荷台に関する条件等を把握し、状況に合わせて、目標軌道を導出してもよい。また、目標軌道設定部３００４は、ショベル１００の排土動作を対象として、ダンプトラックの荷台の所定の目標位置に土砂等を積み込むような目標軌道を設定する。このとき、目標軌道設定部３００４は、例えば、ダンプトラックの荷台に関する条件（例えば、荷台の長さ、幅、深さ等の諸元）を想定して予め規定された目標軌道に関するデータを内部メモリから読み出してよい。また、目標軌道設定部３００４は、例えば、空間認識装置７０によるショベル１００の周囲の物体の認識結果に基づき、ダンプトラックの荷台に関する条件を把握し、状況に合わせて、目標軌道を設定してもよい。また、目標軌道設定部３００４は、ショベル１００によるブーム下げ旋回動作を対象として、バケット６がダンプトラックの荷台の上方空間から元の掘削動作に対応する位置まで戻るような目標軌道（例えば、図４Ａ、図４Ｂ参照）を設定する。このとき、目標軌道設定部３００４は、例えば、ダンプトラックの位置及びダンプトラックの荷台に関する条件を想定して予め規定された目標軌道に関するデータを内部メモリ等から読み出してよい。また、目標軌道設定部３００４は、例えば、空間認識装置７０によるショベル１００の周囲の物体の認識結果に基づき、ダンプトラックの位置や荷台に関する条件等を把握し、状況に合わせて、目標軌道を導出してもよい。

目標位置算出部３００５は、操作装置２６における操作内容（操作方向及び操作量）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における制御基準の現在位置とに基づき、エンドアタッチメントにおける制御基準の目標位置を算出する。当該目標位置は、操作装置２６（レバー装置２６Ｃ）に対する旋回操作の内容に応じて上部旋回体３が旋回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、エンドアタッチメントにおける制御基準の目標位置を算出してよい。

動作指令生成部３００７（自動制御部の一例）は、エンドアタッチメント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、バケット６の動作に関する指令値（「バケット指令値」）β_３ｒ、及び上部旋回体３の旋回動作に関する指令値（以下、「旋回指令値」）β_４ｒを生成する。例えば、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、及び旋回指令値β_４ｒは、それぞれ、エンドアタッチメント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角速度、アーム角速度、バケット角速度、及び上部旋回体３の旋回角速度である。動作指令生成部３００７は、マスタ指令値生成部３００７Ａと、スレーブ指令値生成部３００７Ｂを含む。

尚、ブーム指令値、アーム指令値、バケット指令値、及び旋回指令値は、エンドアタッチメント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、バケット角度、及び旋回角度であってもよい。また、ブーム指令値、アーム指令値、バケット指令値、及び旋回指令値は、エンドアタッチメント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３００７Ａは、アタッチメントＡＴを構成する被駆動要素（ブーム４、アーム５、及びバケット６）及び上部旋回体３（旋回機構２）のうち、操作装置２６の操作内容に対応する動作を行う被駆動要素（以下、「マスタ要素」）の動作に関する指令値（以下、「マスタ指令値」）を生成する。ブーム上げ旋回動作及びブーム下げ旋回動作が行われる場合、マスタ指令値生成部３００７Ａは、旋回指令値β_４ｒ生成し、旋回パイロット指令生成部３００８Ｄに出力する。具体的には、マスタ指令値生成部３００７Ａは、レバー装置２６Ｃの操作内容（操作方向及び操作量）に対応する旋回指令値β_４ｒを生成する。例えば、マスタ指令値生成部３００７Ａは、旋回操作の内容（例えば、レバー装置２６Ｃの操作内容）と、旋回指令値β_４ｒとの関係を規定する所定のマップや変換式等に基づき、旋回指令値β_４ｒを生成してよい。

尚、操作装置２６が油圧パイロット式である場合、マスタ指令値生成部３００７Ａは、マスタ指令値（例えば、ブーム上げ旋回動作及びブーム下げ旋回動作が行われる場合、旋回指令値β_４ｒ）を生成しなくてもよい。ショベル１００の掘削動作が行われる場合、アームレバー装置の操作に対応するパイロット圧が、上述のシャトル弁を介して、アームシリンダ８に対応する制御弁１７６Ｌ，１７６Ｒのパイロットポートに作用し、アーム５がマスタ要素として動作することができるからである。また、ショベル１００のブーム上げ旋回動作或いはブーム下げ旋回動作が行われる場合、レバー装置２６Ｃの操作に対応するパイロット圧が、上述のシャトル弁を介して、旋回油圧モータ２Ａに対応する制御弁１７３のパイロットポートに作用し、上部旋回体３がマスタ要素として動作することができるからである。また、ショベル１００の排土動作が行われる場合、レバー装置２６Ｂの操作に対応するパイロット圧が、上述のシャトル弁を介して、バケットシリンダ９に対応する制御弁１７４に作用し、バケット６がマスタ要素として動作することができるからである。

スレーブ指令値生成部３００７Ｂは、アタッチメントＡＴを構成する被駆動要素及び上部旋回体３のうちのマスタ要素の動作に合わせて（同期して）、エンドアタッチメントの制御基準が目標軌道に沿って移動するように動作する被駆動要素（以下、「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」）を生成する。

スレーブ指令値生成部３００７Ｂは、例えば、ショベル１００のブーム上げ旋回動作或いはブーム下げ旋回動作が行われる場合、スレーブ指令値として、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を生成する。具体的には、スレーブ指令値生成部３００７Ｂは、上部旋回体３の旋回動作に合わせて（同期して）、ブーム４、アーム５、及びバケット６が動作し、エンドアタッチメントの制御基準が目標位置を実現できるように（即ち、目標軌道に倣って移動するように）、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を生成する。そして、スレーブ指令値生成部３００７Ｂ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を、それぞれ、ブームパイロット指令生成部３００８Ａ、アームパイロット指令生成部３００８Ｂ、及びバケットパイロット指令生成部３００８Ｃに出力する。これにより、コントローラ３０は、レバー装置２６Ｃに対応する上部旋回体３の旋回動作に合わせて（同期させて）、ブーム４、アーム５、及びバケット６を動作させることで、エンドアタッチメントの制御基準を目標軌道に沿って移動させることができる。つまり、上部旋回体３（旋回油圧モータ２Ａ）は、レバー装置２６Ｃに対する操作に対応して動作し、ブーム４（ブームシリンダ７）、アーム５（アームシリンダ８）、及びバケット６（バケットシリンダ９）は、バケット６の背面等のエンドアタッチメントの制御基準が目標軌道に倣って移動するように、上部旋回体３（旋回油圧モータ２Ａ）の動作に合わせて、その動作が制御される。

パイロット指令生成部３００８（自動制御部の一例）は、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、及び旋回指令値β_４ｒに対応するブーム角速度、アーム角速度、バケット角速度、及び旋回角速度を実現するための制御弁１７３〜１７６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３００８は、ブームパイロット指令生成部３００８Ａと、アームパイロット指令生成部３００８Ｂと、バケットパイロット指令生成部３００８Ｃと、旋回パイロット指令生成部３００８Ｄを含む。

ブームパイロット指令生成部３００８Ａは、ブーム指令値β_１ｒと、後述するブーム角度算出部３００９Ａ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３００８Ａ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３００８Ｂは、アーム指令値β_２ｒと、後述するアーム角度算出部３００９Ｂ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３００８Ｂ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３１ＤＬ，３１ＤＲに出力する。これにより、比例弁３１ＤＬ，３１ＤＲ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３００８Ｃは、バケット指令値β_３ｒと、後述するバケット角度算出部３００９Ｃ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３００８Ｃ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。

旋回パイロット指令生成部３００８Ｄは、旋回指令値β_４ｒと、後述する旋回角度算出部３００９Ｄによる現在の上部旋回体３の旋回角速度の算出値（測定値）との間の偏差に基づき、上部旋回体３を旋回駆動する旋回油圧モータ２Ａに対応する制御弁１７３に作用させるパイロット圧指令値を生成する。そして、旋回パイロット指令生成部３００８Ｄ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１７３の対応するパイロットポートに作用する。そして、制御弁１７３の作用により、旋回油圧モータ２Ａが動作し、旋回指令値β_４ｒに対応する旋回角速度を実現するように、上部旋回体３が旋回動作する。

姿勢角算出部３００９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、旋回状態センサＳ５の検出信号に基づき、（現在の）ブーム角度、アーム角度、バケット角度、及び旋回角度、並びに、ブーム角速度、アーム角速度、バケット角速度、及び旋回角速度を算出（測定）する。姿勢角算出部３００９は、ブーム角度算出部３００９Ａと、アーム角度算出部３００９Ｂと、バケット角度算出部３００９Ｃと、旋回角度算出部３００９Ｄを含む。

ブーム角度算出部３００９Ａ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。

アーム角度算出部３００９Ｂ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。

バケット角度算出部３００９Ｃ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。

旋回角度算出部３００９Ｄは、旋回状態センサＳ５から取り込まれる検出信号に基づき、旋回角度及び旋回角速度等を算出（測定）する。

［逸脱動作検出時安全機能に関する制御処理の他の例］
次に、図１１を参照して、コントローラ３０による逸脱動作検出時安全機能に関する制御処理の他の例について説明する。

本例に対応するフローチャートは、図５のステップＳ１０４における逸脱動作検出部３０２による処理内容が若干異なるだけであるため、図示を省略し、上述の一例（図５）と異なる部分を中心に説明する。

図５のステップＳ１０４に代わる処理として、逸脱動作検出部３０２は、自動運転機能（例えば、マシンコントロール機能）による比例弁３１への制御指令の内容が現在の動作区間に対応しているか否かを判定する。換言すれば、逸脱動作検出部３０２は、現在の動作区間に対応する自動運転機能に関する制御を行われているか、現在の動作区間に対応しない逸脱制御が行われているかを判定する。例えば、逸脱動作検出部３０２は、コントローラ３０から出力される比例弁３１への自動運転機能に対応する制御指令、及び制御指令に応じて比例弁３１から出力されるパイロット圧の測定値に基づき、当該判定を行ってよい。逸脱動作検出部３０２は、現在の動作区間に対応する制御行われている場合、逸脱動作の検出なしと判断し、今回の処理を終了する。一方、逸脱動作検出部３０２は、逸脱制御が行われている場合、逸脱動作ありと判断し、ステップＳ１０６に進む。

例えば、図１１は、ショベル１００の積込作業の実行時におけるショベル１００のマシンコントロール機能による操作状態を示すタイミングチャートである。具体的には、図６は、ショベル１００の積込作業の実行時におけるブーム４、アーム５、バケット６、及び上部旋回体３のそれぞれの制御状態に対応する比例弁３１の二次側のパイロット圧（測定値）の時間変化を示すタイミングチャート１１１０〜１１４０である。

図１１に示すように、掘削動作区間に対応する時刻ｔ２０と時刻ｔ２１との間では、マシンコントロール機能によって、ブーム上げ動作、アーム閉じ動作、及びバケット閉じ動作が自動で行われている。これにより、ショベル１００は、バケット６で地面を掘削し、バケット６に土砂を収容し地面から掬い上げる形で、自動で掘削動作を実現することができる。

続いて、ブーム上げ旋回動作区間に対応する時刻ｔ２１と時刻ｔ２２との間では、マシンコントロール機能よって、ブーム上げ動作及び右旋回動作が自動で行われている。これにより、ショベル１００は、ダンプトラックの荷台の最上端（あおり）よりも高い位置までバケット６を持ち上げつつ、ダンプトラックの荷台の上までバケット６を移動させる形で、ブーム上げ旋回動作を自動で実現することができる。

続いて、排土動作に対応する時刻ｔ２２と時刻ｔ２３との間では、マシンコントロール機能によって、ブーム下げ動作、アーム開き動作、及びバケット開き動作が自動で行われている。これにより、ショベル１００は、ブーム４の下げ動作及びアーム５の開き動作を行って、バケット６を適切な位置に移動させつつ、バケット６の開き動作を行い、土砂を排土させる形で、排土動作を自動で実現することができる。

尚、排土動作区間では、自動でブーム下げ動作が行われなくてもよい。

続いて、ブーム下げ旋回動作区間に対応する時刻ｔ２３と時刻ｔ２４との間では、マシンコントロール機能によって、ブーム下げ動作及び左旋回動作が自動で行われている。これにより、ショベル１００は、上部旋回体３を掘削動作に対応する向きに戻しつつ、バケット６の高さをダンプトラックの最上端より高い位置から掘削動作に対応する地面に近い位置まで下げる形で、ブーム下げ旋回動作を自動で実現することができる。

尚、ブーム下げ旋回動作区間では、次のサイクルでの掘削動作に備えて、アーム５やバケット６が自動で動作してもよい。

時刻ｔ２１から時刻ｔ２４までの間で、積込作業の１サイクルが終了し、時刻ｔ２４以降、引き続き、積込作業が繰り返される。

ここで、時刻ｔ２４以降の時刻ｔ２５において、掘削作業の１サイクルが開始されている。

掘削動作区間に対応する時刻ｔ２５と時刻ｔ２６との間で、時刻ｔ２０と時刻ｔ２１との間と同じ態様のマシンコントロール機能に関する制御が行われている。

しかしながら、ブーム上げ旋回動作区間に対応する時刻ｔ２６と時刻ｔ２７との間では、時刻ｔ２１と時刻ｔ２２との間の制御内容（ブーム上げ動作及び旋回動作）とは異なり、自動運転機能によって旋回動作だけが行われている。この場合、コントローラ３０は、逸脱動作の検出ありと判断し（図５のステップＳ１０４に対応する処理のＮＯ）、動作制限機能及び警報機能を作動させる（図５のステップＳ１０６）。

このように、自動運転機能により積込作業のような繰り返し作業をショベル１００に行わせている場合に、自動運転機能に対応するプログラムのバグ等の異常によって、繰り返し作業から逸脱する動作を突然に実行してしまう可能性がある。

これに対して、コントローラ３０は、繰り返し作業（繰り返しパターン）から逸脱する逸脱動作が検出される場合に、オペレータに対して、逸脱動作を報知する警報を出力する。これにより、コントローラ３０は、オペレータに対して、自動運転機能を解除し、現在の動作区間に対応する正しい操作を行うように促すことができる。そのため、コントローラ３０は、逸脱動作に伴いショベル１００が周囲の障害物に接触したり、ショベル１００の姿勢状態が不安定になったりするような事態の発生を抑制することができる。そのため、ショベル１００の安全性を向上させることができる。

また、コントローラ３０は、繰り返し作業（繰り返しパターン）から逸脱する逸脱動作が検出される場合に、自動運転機能とは別の機能部（安全機能作動制御部３０３）の介入によって、ショベル１００の動作を減速させる、或いは、減速させ、最終的に停止させる。これにより、繰り返しパターンの最中に自動運転機能に異常が発生しても、逸脱動作が抑制される。そのため、コントローラ３０は、逸脱動作に伴いショベル１００が周囲の障害物に接触したり、ショベル１００の姿勢状態が不安定になったりするような事態の発生を抑制することができる。そのため、ショベル１００の安全性を向上させることができる。

［作用］
次に、本実施形態に係るショベル１００の作用について説明する。

本実施形態では、繰り返しパターン判定部３０１は、所定期間内のショベル１００の動作の繰り返しパターンを判定する。逸脱動作検出部３０２は、繰り返しパターンを逸脱するショベル１００の逸脱動作を検出する。そして、安全機能作動制御部３０３は、逸脱動作検出部３０２により逸脱動作が検出される場合、ショベル１００の動作の制動及び警報の出力の少なくとも一方を行う。

これにより、オペレータの誤操作や自動運転機能の異常等によって、ショベル１００の動作の繰り返しパターンから逸脱する逸脱動作を抑制させることができる。そのため、一連の作業を繰り返し行わせる場合におけるショベル１００の安全性を向上させることができる。

また、本実施形態では、逸脱動作検出部３０２は、ショベル１００の作業内容に関する情報に基づき、作業内容から逸脱する逸脱動作を検出する。安全機能作動制御部３０３は、逸脱動作検出部３０２により逸脱動作が検出される場合、ショベル１００の動作の制動及び警報の出力の少なくとも一方を行う。

これにより、オペレータの誤操作や自動運転機能の異常等によって、例えば、ショベル１００の積込作業等の繰り返し作業に対応する作業内容から逸脱する逸脱動作を抑制させることができる。そのため、一連の作業を繰り返し行わせる場合におけるショベル１００の安全性を向上させることができる。

また、作業内容に関する情報は、事前に登録される作業の段取りに関する情報に基づき取得される。

これにより、コントローラ３０は、作業の段取りに関する情報で規定される作業内容に関する情報を取得し、逸脱動作を検出することができる。

また、本実施形態では、逸脱動作検出部３０２は、ショベル１００の操作状態を監視し、逸脱動作を行わせる操作を検出する。

これにより、コントローラ３０は、オペレータの誤操作による逸脱動作を検出することができる。

また、本実施形態では、動作指令生成部３００７等は、複数のアクチュエータの少なくとも一部を自動で動作させる自動運転機能を実現する。そして、逸脱動作検出部３０２は、自動運転機能による制御指令を監視し、逸脱動作を行わせる制御指令を検出してよい。

これにより、コントローラ３０は、自動運転機能の異常による逸脱動作を検出することができる。

本実施形態では、繰り返しパターン判定部３０１は、繰り返しパターンとして、積込作業、掘削作業、仕上作業の少なくとも一つを含む一連の複数の動作区間が繰り返される繰り返し作業を判定してよい。

これにより、コントローラ３０は、繰り返し作業を対象として、逸脱動作を抑制させることができる。

［変形・変更］
以上、本発明を実施するための形態について詳述したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

また、上述した実施形態では、ショベル１００は、下部走行体１、上部旋回体３、ブーム４、アーム５、及びバケット６等の各種動作要素を全て油圧駆動する構成であったが、その一部が電気駆動される構成であってもよい。即ち、上述した実施形態において、ショベル１００の被駆動要素の一部は、電動アクチュエータ（例えば、電動モータ等）により駆動されてもよい。

１ 下部走行体
２ 旋回機構
２Ａ 旋回油圧モータ
３ 上部旋回体
４ ブーム
５ アーム
６ バケット
７ ブームシリンダ
８ アームシリンダ
９ バケットシリンダ
２６ 操作装置
２６Ｌ 左操作レバー
２６Ｒ 右操作レバー
２６Ａ〜２６Ｃ レバー装置
３０ コントローラ
３０１ 繰り返しパターン判定部（判定部）
３０２ 逸脱動作検出部（検出部）
３０３ 安全機能作動制御部（安全制御部）
３００７ 動作指令生成部（自動制御部）
３００８ パイロット指令生成部（自動制御部）
１００ ショベル
ＡＴ アタッチメント
Ｓ１ ブーム角度センサ
Ｓ２ アーム角度センサ
Ｓ３ バケット角度センサ
Ｓ４ 機体傾斜センサ
Ｓ５ 旋回状態センサ

Claims (6)

1. 所定期間内のショベルの動作の繰り返しパターンを判定する判定部と、
   前記繰り返しパターンを逸脱するショベルの逸脱動作を検出する検出部と、
   前記検出部により前記逸脱動作が検出される場合、ショベルの動作の制動及び警報の出力の少なくとも一方を行う安全制御部と、を備える、
   ショベル。
2. ショベルの作業内容に関する情報に基づき、前記作業内容から逸脱する逸脱動作を検出する検出部と、
   前記検出部により前記逸脱動作が検出される場合、ショベルの動作の制動及び警報の出力の少なくとも一方を行う安全制御部と、を備える、
   ショベル。
3. 前記作業内容に関する情報は、事前に登録される作業の段取りに関する情報に基づき取得される、
   請求項２に記載のショベル。
4. 前記検出部は、ショベルの操作状態を監視し、前記逸脱動作を行わせる操作を検出する、
   請求項１乃至３の何れか一項に記載のショベル。
5. 複数のアクチュエータの少なくとも一部を自動で動作させる自動制御部を更に備え、
   前記検出部は、前記自動制御部による制御指令を監視し、前記逸脱動作を行わせる制御指令を検出する、
   請求項１乃至４の何れか一項に記載のショベル。
6. 前記判定部は、前記繰り返しパターンとして、積込作業、掘削作業、仕上作業の少なくとも一つを含む一連の複数の動作区間が繰り返される繰り返し作業を判定する、
   請求項１に記載のショベル。

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