JP6634363B2 - 作業機械 - Google Patents

Description

本発明は、例えば領域制限掘削制御をするフロント制御を行う作業機械に関する。

油圧ショベル等の作業機械では一般に複数の操作レバー装置を複合操作してフロント作業機を動作させるが、所定領域内でフロント作業機を動作させて掘削目標面を越えて掘削しないように巧みに操作レバー装置を操ることは不慣れな操作者には難度が高い。

近年、バケット位置等を基にフロント作業機の動作を制限するフロント制御を実施する作業機械の活躍の場が広がりつつある。フロント制御が働くと、掘削目標面の下側を掘削しないようにフロント作業機の動作が制限される。関連技術として、操作レバー装置の操作信号ラインに比例電磁弁を設け、フロント作業機の速度が制限値を超えないように操作レバー装置から出力された油圧信号を比例電磁弁で減圧する技術が提唱されている（特許文献１等参照）。

特許第３０９１６６７号公報

例えば油圧ショベルでは、バケットを小刻みに振って土砂等の内容物を振り分けるいわゆるガラ振り作業時にレバー操作に対する応答性が要求される。法面の成型作業であるいわゆる土羽打ち作業でも、ブームを素早く上げ下げする作業について効率化のために応答性が要求される場合がある。

しかし、特許文献１に記載された技術では操作信号ライン上に比例電磁弁が存在する。比例電磁弁は最大開度でも圧力損失を伴う。そのため、フロント制御機能を持つ作業機械は当該機能を持たない作業機械に比べて、フロント制御が働かない場合でも比例電磁弁の圧力損失に起因してレバー操作に対するアクチュエータの応答性が低下し得る。

本発明の目的は、操作に対するアクチュエータの応答性とフロント制御機能を両立させることができる作業機械を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は、車体、前記車体に設けたフロント作業機、前記フロント作業機を駆動する複数のアクチュエータ、前記フロント作業機の姿勢を検出する姿勢検出器、前記アクチュエータを駆動する作動油を吐出する油圧ポンプ、前記油圧ポンプから対応するアクチュエータに供給される作動油の流れを制御する複数のコントロールバルブ、対応するコントロールバルブに出力する油圧信号を操作に応じて生成する複数の操作レバー装置、前記操作レバー装置と対応するコントロールバルブとを接続するパイロットライン、前記操作レバー装置に作動油を供給するパイロットポンプ、前記パイロットラインに設けられ対応する操作レバー装置で生成された油圧信号を減圧する少なくとも１つの比例電磁弁、及び前記姿勢検出器の検出信号を基に前記比例電磁弁を制御して前記フロント作業機の動作を制限するフロント制御部を備えた作業機械において、前記パイロットラインは、対応する操作レバー装置の信号出力弁に接続した複数の操作信号ラインと、対応するコントロールバルブの油圧駆動部に接続した複数の信号入力ラインと、前記比例電磁弁を設けた少なくとも１つの減圧ラインとを含み、前記操作信号ラインと対応する減圧ラインとの間に設けられ、前記操作信号ライン及び対応する減圧ラインの接続を遮断して当該操作信号ラインを対応する信号入力ラインに直接接続する第１位置、並びに前記操作信号ライン及び対応する信号入力ラインの直接の接続を遮断して当該操作信号ラインを対応する減圧ラインを介して当該信号入力ラインに接続する第２位置を有する少なくとも１つの切換弁を備え、前記切換弁には、前記操作信号ライン及び前記信号入力ラインが一方側に、前記減圧ラインが他方側に接続することを特徴とする。
また本発明は、車体、前記車体に設けたフロント作業機、前記フロント作業機を駆動する複数のアクチュエータ、前記フロント作業機の姿勢を検出する姿勢検出器、前記アクチュエータを駆動する作動油を吐出する油圧ポンプ、前記油圧ポンプから対応するアクチュエータに供給される作動油の流れを制御する複数のコントロールバルブ、対応するコントロールバルブに出力する油圧信号を操作に応じて生成する複数の操作レバー装置、前記操作レバー装置と対応するコントロールバルブとを接続するパイロットライン、前記操作レバー装置に作動油を供給するパイロットポンプ、前記パイロットラインに設けられ対応する操作レバー装置で生成された油圧信号を減圧する少なくとも１つの比例電磁弁、及び前記姿勢検出器の検出信号を基に前記比例電磁弁を制御して前記フロント作業機の動作を制限するフロント制御部を備えた作業機械において、前記パイロットラインは、対応する操作レバー装置の信号出力弁に接続した複数の操作信号ラインと、対応するコントロールバルブの油圧駆動部に接続した複数の信号入力ラインと、前記比例電磁弁を設けた少なくとも１つの減圧ラインとを含み、前記操作信号ラインと対応する減圧ラインとの間に設けられ、前記操作信号ライン及び対応する減圧ラインの接続を遮断して当該操作信号ラインを対応する信号入力ラインに直接接続する第１位置、並びに前記操作信号ライン及び対応する信号入力ラインの直接の接続を遮断して当該操作信号ラインを対応する減圧ラインを介して当該信号入力ラインに接続する第２位置を有する少なくとも１つの切換弁を備え、前記フロント制御部の制御を入り切りする信号を出力するスイッチと、前記スイッチからの信号が前記フロント制御部による制御を入り状態とする入り信号か切り状態とする切り信号かを判定する入り切り判定部と、前記入り切り判定部で前記スイッチから入力された信号が前記切り信号であると判定された場合に前記切換弁を前記第１位置に切り換える指令信号を生成し、前記入り信号であると判定された場合に前記切換弁を前記第２位置に切り換える指令信号を生成する切換指令部と、前記切換指令部で生成した前記指令信号を前記切換弁に出力する出力部とを備えたことを特徴とする。

本発明によれば、操作に対するアクチュエータの応答性とフロント制御機能を両立させることができる。

本発明の第１実施形態に係る作業機械の外観を表す斜視図である。 図１に示した油圧ショベルに備えられた油圧駆動装置をコントローラユニットとともに示す図である。 図１に示した油圧ショベルに備えられたフロント制御用油圧ユニットの油圧回路図である。 図１に示した油圧ショベルに備えられたコントローラユニットの機能ブロック図である。 図１に示した油圧ショベルに備えられた切換弁制御部の機能ブロック図である。 図５に示した切換弁制御部による切換弁の制御手順を表すフローチャートである。 本発明の第２実施形態に係る作業機械に備えられた切換弁制御部の機能ブロック図である。 図７に示した切換弁制御部に備えられた距離演算部によるフロント作業機の特定点と掘削目標面との距離の演算方法の説明図である。 図７に示した切換弁制御部による切換弁の制御手順を表すフローチャートである。 本発明の第２実施形態に係る作業機械に備えられた切換弁制御部の他の例による切換弁の制御の説明図である。 変形例に係る作業機械に備えられたフロント制御用油圧ユニットの要部を抜き出した油圧回路図である。

以下に図面を用いて本発明の実施形態を説明する。

（第１実施形態）
１−１．作業機械
図１は本発明の第１実施形態に係る作業機械の外観を表す斜視図である。本実施形態ではフロント作業機の先端のアタッチメントとしてバケット２３を装着した油圧ショベルを作業機械の例として説明する。但し、バケット以外のアタッチメントを備える油圧ショベルやブルドーザ等の他種の作業機械にも本発明は適用され得る。以降、運転席に座った操作者から見て前側（図１中の左上側）、後側（同右下側）、左側（同左下側）、右側（同右上側）を油圧ショベルの前、後、左、右とし、それぞれ単に前側、後側、左側、右側と記載する。

同図に示した油圧ショベルは、車体１０及びフロント作業機２０を備えている。車体１０は、走行体１１及び旋回体１２を備えている。

走行体１１は、本実施形態では無限軌道履帯を有する左右のクローラ（走行駆動体）１３を備えており、左右の走行モータ３５により左右のクローラ１３をそれぞれ駆動することで走行する。走行モータ３５には例えば油圧モータが用いられる。

旋回体１２は、走行体１１上に旋回装置（不図示）を介して旋回可能に設けられている。旋回体１２の前部（本実施形態では前部左側）には、操作者が搭乗する運転室１４が設けられている。旋回体１２における運転室１４の後側には、原動機１７（図２）や油圧駆動装置等を収容した動力室１５が、最後部には機体の前後方向のバランスを調整するカウンタウェイト１６が搭載されている。原動機１７はエンジン（内燃機関）又は電動機である。旋回体１２を走行体１１に対して連結する旋回装置には旋回モータ３４（図２）が含まれており、旋回モータ３４によって走行体１１に対して旋回体１２が旋回駆動される。本実施形態における旋回モータ３４は油圧モータであるが、電動モータを用いることもあれば、油圧モータ及び電動モータの双方を用いることもある。

フロント作業機２０は土砂の掘削等の作業を行うための装置であり、旋回体１２の前部（本実施形態では運転室１４の右側）に設けられている。このフロント作業機２０は、ブーム２１、アーム２２及びバケット２３を備えた多関節型の作業装置である。ブーム２１は、左右に延びるピン（不図示）によって旋回体１２のフレームに連結され、またブームシリンダ３１によっても旋回体１２と連結されている。ブームシリンダ３１の伸縮に伴って旋回体１２に対してブーム２１が上下に回動する構成である。アーム２２は、左右に延びるピン（不図示）によってブーム２１の先端に連結され、またアームシリンダ３２によってもブーム２１と連結されている。アームシリンダ３２の伸縮に伴ってブーム２１に対してアーム２２が回動する構成である。バケット２３は、水平左右に延びるピン（不図示）によってアーム２２の先端に連結され、またバケットシリンダ３３及びリンクを介してアーム２２と連結されている。バケットシリンダ３３の伸縮に伴ってアーム２２に対してバケット２３が回動する構成である。ブームシリンダ３１、アームシリンダ３２及びバケットシリンダ３３はフロント作業機２０を駆動する油圧シリンダである。

また、油圧ショベルには、位置や姿勢に関する情報を検出する検出器が適所に設けられている。例えば、ブーム２１、アーム２２及びバケット２３の各回動支点にはそれぞれ角度検出器８ａ〜８ｃが設けられている。角度検出器８ａ〜８ｃは、フロント作業機２０の位置と姿勢に関する情報を検出する姿勢検出器として用いられ、それぞれブーム２１、アーム２２及びバケット２３の回動角を検出する。その他、旋回体１２には、傾斜検出器８ｄ、測位装置９ａ，９ｂ（図４）、無線機９ｃ（図４）、油圧駆動装置３０（図２）、コントローラユニット１００（図２等）が備えられている。傾斜検出器８ｄは、旋回体１２の前後方向及び左右方向の少なくとも一方の傾斜を検出する旋回体１２の姿勢検出手段として用いられる。測位装置９ａ，９ｂには例えばＲＴＫ−ＧＮＳＳ（Real Time Kinematic - Global Navigation Satellite System）が用いられ、測位装置９ａ，９ｂによって車体１０の位置情報が取得される。無線機９ｃは、基準局ＧＮＳＳ（不図示）からの補正情報を受信するものである。測位装置９ａ，９ｂ及び無線機９ｃは旋回体１２の位置や向きを検出する手段である。更には、運転室１４内の操作パネル（不図示）や操作レバー装置５１〜５４（図２等）のうちの少なくとも１つのレバー部には、フロント制御部１２０の制御を入り切りするスイッチ７（図３参照）が設けられている。油圧駆動装置３０やコントローラユニット１００については次に説明する。

１−２．油圧駆動装置
図２は図１に示した油圧ショベルに備えられた油圧駆動装置をコントローラユニットとともに示す図である。説明済みのものについては、同図において既出図面と同符号を付して説明を省略する。

油圧駆動装置３０は、油圧ショベルの被駆動部材を駆動する装置であって動力室１５に収容されている。被駆動部材には、フロント作業機２０（ブーム２１、アーム２２及びバケット２３）並びに車体１０（クローラ１３及び旋回体１２）が含まれる。この油圧駆動装置３０は、アクチュエータ３１〜３４、油圧ポンプ３６、コントロールバルブ４１〜４４、パイロットポンプ３７、操作レバー装置５１〜５４、フロント制御用油圧ユニット６０等を含んでいる。

１−２．１．アクチュエータ
アクチュエータ３１〜３４は、ブームシリンダ３１、アームシリンダ３２、バケットシリンダ３３及び旋回モータ３４をそれぞれ指している。走行モータ３５は図２では図示省略してある。ブームシリンダ３１、アームシリンダ３２、バケットシリンダ３３、旋回モータ３４及び走行モータ３５のうち複数を挙げる場合に、「アクチュエータ３１〜３５」、「アクチュエータ３１，３２」等と記載する場合がある。アクチュエータ３１〜３５は、油圧ポンプ３６から吐出される作動油により駆動される。

１−２．２．油圧ポンプ
油圧ポンプ３６はアクチュエータ３１〜３５等を駆動する作動油を吐出する可変容量型のポンプであり、原動機１７により駆動される。本実施形態における原動機１７は内燃機関等の燃焼エネルギーを動力に変換するエンジンである。図２では油圧ポンプ３６を１個のみ図示しているが、複数個設けられる場合もある。油圧ポンプ３６から吐出された作動油は吐出配管３６ａを流れ、コントロールバルブ４１〜４４を経由してそれぞれアクチュエータ３１〜３４に供給される。アクチュエータ３１〜３４からの各戻り油は、それぞれコントロールバルブ４１〜４４を介して戻り油配管３６ｂに流れ込んでタンク３８に戻される。吐出配管３６ａには、この吐出配管３６ａの最高圧力を規制するリリーフ弁（不図示）が設けられている。図２では図示していないが走行モータ３５も同様の回路構成で駆動される。走行体１１の前後の少なくとも一方に排土板を設けた場合、ブレーカ等のアクチュエータを持つアタッチメントをバケット２３に代えてフロント作業機２０に装着した場合には、排土板やアタッチメントのアクチュエータも同様の回路構成で駆動される。

１−２．３．コントロールバルブ
コントロールバルブ４１〜４４は油圧ポンプ３６から対応するアクチュエータに供給される作動油の流れ（方向及び流量）を制御する油圧駆動式の流量制御弁であり、それぞれ油圧信号が入力される油圧駆動部４５，４６を備えている。コントロールバルブ４１はブームシリンダ用、コントロールバルブ４２はアームシリンダ用、コントロールバルブ４３はバケットシリンダ用、コントロールバルブ４４は旋回モータ用である。走行モータ用のコントロールバルブは図示省略してある。コントロールバルブ４１〜４４の油圧駆動部４５又は４６はパイロットライン５０を介して対応する操作レバー装置に接続されている。パイロットライン５０は、操作信号ライン５１ａ１，５１ｂ１，５２ａ１，５２ｂ１，５３ａ１，５３ｂ１，５４ａ１，５４ｂ１、信号入力ライン５１ａ２，５１ｂ２，５２ａ２，５２ｂ２，５３ａ２，５３ｂ２，５４ａ２，５４ｂ２、減圧ライン５１ｂ３，５２ａ３，５２ｂ３，５３ａ３，５３ｂ３を含んでいる。コントロールバルブ４１〜４４は油圧駆動部４５又は４６に油圧信号が入力（励磁）されると図中で右行又は左行し、油圧信号の入力が停止（消磁）されるとバネの力で中立位置に復帰する構成である。例えばブームシリンダ用のコントロールバルブ４１の油圧駆動部４５に油圧信号が入力されると、図２においてコントロールバルブ４１のスプールが油圧信号の大きさに応じた距離だけ右行する。これにより、油圧信号に応じた流量の作動油がブームシリンダ３１のボトム側油室に供給され、油圧信号の大きさに応じた速度でブームシリンダ３１が伸長しブーム２１が上がる。

１−２．４．パイロットポンプ
パイロットポンプ３７はコントロールバルブ４１〜４４等の制御弁を駆動する作動油を吐出する固定容量型ポンプであり、油圧ポンプ３６と同じく原動機１７により駆動される。原動機１７とは別の動力源でパイロットポンプ３７を駆動する構成とすることもできる。ポンプライン３７ａはパイロットポンプ３７の吐出配管であり、ロック弁３９を通った後複数に分岐し、操作レバー装置５１〜５４及びフロント制御用油圧ユニット６０に接続している。図３で後述するが、フロント制御用油圧ユニット６０内では、特定のコントロールバルブ（本例ではコントロールバルブ４１，４３）の油圧駆動部に繋がる系統にポンプライン３７ａが接続される。このポンプライン３７ａを介して、パイロットポンプ３７から吐出された作動油が操作レバー装置５１〜５４や特定のコントロールバルブの油圧駆動部に供給される。

なお、ロック弁３９は本例では電磁切換弁であり、その電磁駆動部は運転室１４（図１）に配置されたゲートロックレバー（不図示）の位置検出器と電気的に接続している。ゲートロックレバーは寝かせた閉鎖姿勢で操作者の降車を妨げるように運転席の乗降側に設置されたバーであり、ゲートロックレバーを引き上げて運転席に対する乗降部を開放しなければ降車できないようになっている。ゲートロックレバーのポジションとして、寝かせた姿勢を操作系の「ロック解除位置」、引き上げた姿勢を操作系の「ロック位置」と記載する。ゲートロックレバーのポジションは位置検出器で検出され、位置検出器からロック弁３９に対してゲートロックレバーのポジションに応じた信号が入力される。ゲートロックレバーがロック位置にあればロック弁３９が閉じてポンプライン３７ａが遮断され、ロック解除位置にあればロック弁３９が開いてポンプライン３７ａが開通する。ポンプライン３７ａが遮断された状態では油圧信号の元圧が断たれるので、操作の有無に関わらずコントロールバルブ４１〜４４には油圧信号が入力されなくなる。つまり操作レバー装置５１〜５４による操作が無効化され、旋回や掘削等の動作が禁止される。

１−２．５．操作レバー装置
操作レバー装置５１〜５４は、それぞれ対応するアクチュエータ３１〜３４の動作を指示する油圧信号を操作に応じて生成し出力するレバー操作式の操作装置であり、運転室１４（図１）に備えられている。操作レバー装置５１はブーム操作用、操作レバー装置５２はアーム操作用、操作レバー装置５３はバケット操作用、操作レバー装置５４は旋回操作用である。油圧ショベルの場合、一般に操作レバー装置５１〜５４は十字操作式のレバー装置であり、前後方向への傾倒操作で１つのアクチュエータの動作を、左右方向への傾倒操作で別のアクチュエータの動作を指示できる構成となっている。従って、４つの操作レバー装置５１〜５４は各２つの２グループに区分され、各グループで１本のレバー部を共用する。従って、操作レバー装置５１〜５４のレバー部は右手操作用と左手操作用の合計２本であり、前述したスイッチ７をレバー部に設ける場合、２本のレバー部のうちの少なくとも一方に設けることになる。走行用の操作レバー装置は図示省略してある。

ブーム操作用の操作レバー装置５１は、ブーム上げ指令用の信号出力弁５１ａ及びブーム下げ指令用の信号出力弁５１ｂを備えている。信号出力弁５１ａ，５１ｂの入力ポート（一次側ポート）にはポンプライン３７ａが接続している。ブーム上げ指令用の信号出力弁５１ａの出力ポート（二次側ポート）は操作信号ライン５１ａ１及び信号入力ライン５１ａ２を介してブームシリンダ用のコントロールバルブ４１の油圧駆動部４５に接続している。ブーム下げ指令用の信号出力弁５１ｂの出力ポートは操作信号ライン５１ｂ１及び信号入力ライン５１ｂ２を介してコントロールバルブ４１の油圧駆動部４６に接続している。例えば操作レバー装置５１をブーム上げ指令側に倒すと信号出力弁５１ａが操作量に応じた開度で開く。これによりポンプライン３７ａから入力されたパイロットポンプ３７の吐出油が、信号出力弁５１ａで操作量に応じて減圧されてコントロールバルブ４１の油圧駆動部４５に対する油圧信号として出力される。なお、操作信号ライン５１ａ１，５１ｂ１にはそれぞれ圧力検出器６ａ，６ｂが設けられており、信号出力弁５１ａ，５１ｂが出力する油圧信号の大きさ（圧力値）が圧力検出器６ａ，６ｂで検出されるようになっている。

同様に、アーム操作用の操作レバー装置５２は、アームクラウド指令用の信号出力弁５２ａ及びアームダンプ指令用の信号出力弁５２ｂを備えている。バケット操作用の操作レバー装置５３は、バケットクラウド指令用の信号出力弁５３ａ及びバケットダンプ指令用の信号出力弁５３ｂを備えている。旋回操作用の操作レバー装置５４は、右旋回指令用の信号出力弁５４ａ及び左旋回指令用の信号出力弁５４ｂを備えている。

信号出力弁５２ａ，５２ｂ，５３ａ，５３ｂ，５４ａ，５４ｂの入力ポートは、ポンプライン３７ａに接続している。アーム操作用の操作レバー装置５２の信号出力弁５２ａの出力ポートは、操作信号ライン５２ａ１及び信号入力ライン５２ａ２を介してアームシリンダ用のコントロールバルブ４２の油圧駆動部４５に接続している。アーム操作用の操作レバー装置５２の信号出力弁５２ｂの出力ポートは、操作信号ライン５２ｂ１及び信号入力ライン５２ｂ２を介してアームシリンダ用のコントロールバルブ４２の油圧駆動部４６に接続している。バケットクラウド指令用の信号出力弁５３ａの出力ポートは、操作信号ライン５３ａ１及び信号入力ライン５３ａ２を介してバケットシリンダ用のコントロールバルブ４３の油圧駆動部４５に接続している。バケットダンプ指令用の信号出力弁５３ｂの出力ポートは、操作信号ライン５３ｂ１及び信号入力ライン５３ｂ２を介してコントロールバルブ４３の油圧駆動部４６に接続している。旋回操作用の操作レバー装置５４の信号出力弁５４ａの出力ポートは、操作信号ライン５４ａ１及び信号入力ライン５４ａ２を介して旋回モータ用のコントロールバルブ４４の油圧駆動部４５に接続している。旋回操作用の操作レバー装置５４の信号出力弁５４ｂの出力ポートは、操作信号ライン５４ｂ１及び信号入力ライン５４ｂ２を介して旋回モータ用のコントロールバルブ４４の油圧駆動部４６に接続している。操作レバー装置５２〜５４の油圧信号の出力原理はブーム操作用の操作レバー装置５１と同様である。

なお、本実施形態においては、信号入力ライン５１ａ２，５１ｂ２，５２ａ２，５２ｂ２，５３ａ２，５３ｂ２，５４ａ２，５４ｂ２の途中にシャトルブロック４７が設けられている。操作レバー装置５１〜５４から出力された油圧信号がシャトルブロック４７を介して油圧ポンプ３６のレギュレータ４８にも入力されるようになっている。シャトルブロック４７の詳細構成は省略するが、油圧信号がシャトルブロック４７を介してレギュレータ４８に入力されることにより、油圧ポンプ３６の吐出流量が油圧信号に応じて制御されるようになっている。

１−２．６．フロント制御用油圧ユニット
図３はフロント制御用油圧ユニットの油圧回路図である。同図において他図面と同符号を付した要素は、他図面で図示された要素と同様の要素である。同図に示したように、フロント制御用油圧ユニット６０は切換弁ユニット６０Ａ及び比例電磁弁ユニット６０Ｂを備え、コントローラユニット１００からの信号で駆動される。比例電磁弁ユニット６０Ｂは、操作レバー装置５１〜５３から出力される油圧信号を状況に応じて増減圧し、フロント作業機２０が掘削目標面を越えて掘削等しないようにするためのハードウェアである。切換弁ユニット６０Ａは、操作レバー装置５１〜５３からコントロールバルブ４１〜４３に出力される油圧信号の経路を比例電磁弁ユニット６０Ｂを経由させるか否かを切り換えるためのハードウェアである。

比例電磁弁ユニット６０Ｂは、減圧用の比例電磁弁６１ｂ，６２ａ，６２ｂ，６３ａ，６３ｂ、増圧用の比例電磁弁７１ａ，７３ａ，７３ｂ、遮断弁７０及びシャトル弁９２，９３を備えている。切換弁ユニット６０Ａは、切換弁８１ｂ，８２ａ，８２ｂ，８３ａ，８３ｂを備えている。以下、これら要素について順次説明してゆく。

・減圧用比例電磁弁
比例電磁弁６１ｂ，６２ａ，６２ｂ，６３ａ，６３ｂは、掘削目標面よりも下側を掘削することを抑制するために、対応する信号出力弁から出力された油圧信号の最大値をコントローラユニット１００からの信号に従って制限する役割を果たす。これらはノーマルオープンタイプの比例弁であり、消磁されると最大開度となり、コントローラユニット１００からの信号により励磁されると信号の大きさに比例して開度を低下させる（閉じてゆく）。比例電磁弁６１ｂ，６２ａ，６２ｂ，６３ａ，６３ｂはそれぞれ減圧ライン５１ｂ３，５２ａ３，５２ｂ３，５３ａ３，５３ｂ３に設けられており、パイロットライン５０における対応するコントロールバルブと操作レバー装置との間に位置している。

減圧ライン５１ｂ３の両端は切換弁８１ｂを介してブーム下げ操作用の操作信号ライン５１ｂ１及び信号入力ライン５１ｂ２に接続している。減圧ライン５１ｂ３にはブーム下げ操作用の信号出力弁５１ｂで生成された油圧信号が導かれる。比例電磁弁６１ｂはコントローラユニット１００の信号Ｓ６１ｂで駆動され、ブーム下げ操作用の油圧信号の最大値を制限する。

同じように、減圧ライン５２ａ３の両端は切換弁８２ａを介してアームクラウド操作用の操作信号ライン５２ａ１及び信号入力ライン５２ａ２に接続している。減圧ライン５２ａ３にはアームクラウド操作用の信号出力弁５２ａで生成された油圧信号が導かれる。減圧ライン５２ｂ３の両端は切換弁８２ｂを介してアームダンプ操作用の操作信号ライン５２ｂ１及び信号入力ライン５２ｂ２に接続している。減圧ライン５２ｂ３にはアームダンプ操作用の信号出力弁５２ｂで生成された油圧信号が導かれる。減圧ライン５３ａ３の両端は切換弁８３ａを介してバケットクラウド操作用の操作信号ライン５３ａ１及び信号入力ライン５３ａ２に接続している。減圧ライン５３ａ３にはバケットクラウド操作用の信号出力弁５３ａで生成された油圧信号が導かれる。減圧ライン５３ｂ３の両端は切換弁８３ｂを介してバケットダンプ操作用の操作信号ライン５３ｂ１及び信号入力ライン５３ｂ２に接続している。減圧ライン５３ｂ３にはバケットダンプ操作用の信号出力弁５３ｂで生成された油圧信号が導かれる。比例電磁弁６２ａ，６２ｂ，６３ａ，６３ｂはコントローラユニット１００の信号Ｓ６２ａ，Ｓ６２ｂ，Ｓ６３ａ，Ｓ６３ｂで駆動され、それぞれ対応する油圧信号の最大値を制限する。

・シャトル弁
比例電磁弁ユニット６０Ｂに組み込まれたシャトル弁９２，９３の他、本実施形態ではフロント制御用油圧ユニット６０の外部にもシャトル弁９１が用いられている。シャトル弁９１〜９３は高圧選択弁であり、それぞれ２つの入口ポートと１つの出口ポートとを備えている。

シャトル弁９１の一方の入口ポートはブーム上げ操作用の操作信号ライン５１ａ１に、他方の入口ポートは信号出力弁を介さずポンプライン３７ａに接続している。シャトル弁９１の出口ポートは、ブーム上げ操作用の信号入力ライン５１ａ２に接続している。

シャトル弁９２はバケットクラウド操作用の減圧ライン５３ａ３に設けられている。つまりシャトル弁９２の一方の入口ポートはバケットクラウド操作用の操作信号ライン５３ａ１に、出口ポートはバケットクラウド操作用の信号入力ライン５３ａ２に接続している。シャトル弁９２の他方の入口ポートは信号出力弁を介さずポンプライン３７ａに接続している。

シャトル弁９３はバケットダンプ操作用の減圧ライン５３ｂ３に設けられている。つまりシャトル弁９３の一方の入口ポートはバケットダンプ操作用の操作信号ライン５３ｂ１に、出口ポートはバケットダンプ操作用の信号入力ライン５３ｂ２に接続している。シャトル弁９３の他方の入口ポートは信号出力弁を介さずポンプライン３７ａに接続している。

・増圧用比例電磁弁
比例電磁弁７１ａ，７３ａ，７３ｂは操作レバー装置をバイパスして操作レバー装置の操作に依存しない油圧信号をコントローラユニット１００の信号に従って出力する役割を果たす。これらはノーマルクローズタイプの比例弁であり、消磁されると最小開度（ゼロ開度）となり、コントローラユニット１００からの信号により励磁されると信号の大きさに比例して開度を上昇させる（開いてゆく）。比例電磁弁７１ａ，７３ａ，７３ｂは、分岐してそれぞれシャトル弁９１〜９３に繋がるポンプライン３７ａに設けられている。比例電磁弁７１ａ，７３ａ，７３ｂからシャトル弁９１〜９３の他方側の入口ポートに入力される油圧信号は、シャトル弁９１〜９３の一方側の入口ポートに入力される操作レバー装置５１，５３からの油圧信号に干渉する。操作レバー装置５１，５３から出力される油圧信号よりも高圧の油圧信号を出力し得る点で、本願明細書では比例電磁弁７１ａ，７３ａ，７３ｂを増圧用の比例電磁弁と称する。

具体的には、比例電磁弁７１ａはコントローラユニット１００の信号Ｓ７１ａで駆動され、ブーム自動上げ動作を指令する油圧信号を出力する。比例電磁弁７１ａに開指令信号が出力される場合には通常減圧用の比例電磁弁６１ｂに閉指令信号が出力され、比例電磁弁７１ａが開くときには比例電磁弁６１ｂが閉じるようになっている。この場合、仮にブーム下げ操作が行われていても、コントロールバルブ４１に対して油圧駆動部４５にのみ油圧信号が入力され、強制的にブーム上げ動作が行われる。この比例電磁弁７１ａは、掘削目標面より下側を掘削している際等に機能する。

比例電磁弁７３ａはコントローラユニット１００の信号Ｓ７３ａで駆動され、バケットクラウド動作を指令する油圧信号を出力する。比例電磁弁７３ｂはコントローラユニット１００の信号Ｓ７３ｂで駆動され、バケットダンプ動作を指令する油圧信号を出力する。比例電磁弁７３ａ，７３ｂの出力する油圧信号はバケット２３の姿勢を補正する信号である。これら油圧信号がシャトル弁９２，９３で選択されてコントロールバルブ４３に入力されることで、掘削目標面に対して一定の角度となるようにバケット２３の姿勢が補正される。

・遮断弁
遮断弁７０はノーマルクローズタイプの電磁駆動式の開閉弁であり、消磁されると全閉し（ゼロ開度となり）、コントローラユニット１００からの信号を受けて励磁されると開く。この遮断弁７０はポンプライン３７ａにおけるシャトル弁９１〜９３に繋がる支流の分岐部とロック弁３９（図２）との間に設けられている。コントローラユニット１００からの指令信号により遮断弁７０が閉じると、操作レバー装置５１，５３の操作によらない油圧信号の生成、出力が禁止される。

・切換弁
切換弁８１ｂ，８２ａ，８２ｂ，８３ａ，８３ｂは対応する操作信号ライン及び信号入力ラインに対する減圧ラインの接続及び遮断を切り換える役割を果たす。切換弁８１ｂ，８２ａ，８２ｂ，８３ａ，８３ｂは、それぞれ対応する操作信号ライン、信号入力ライン及び減圧ラインの間に設けられている。これらの弁は第１位置Ａ及び第２位置Ｂの各２つの切換位置を備えており、消磁状態で第１位置Ａに切り換わり、コントローラユニット１００からの信号を受けて励磁されると第２位置Ｂに切り換わる。

第１位置Ａは、操作信号ライン及び対応する減圧ラインの接続を遮断して当該操作信号ラインを対応する信号入力ラインに直接接続するポジションである。切換弁８１ｂ，８２ａ，８２ｂ，８３ａ，８３ｂには、対応する操作信号ライン及び減圧ラインが一方側に接続し、対応する減圧ラインが他方側に接続している。つまり、第１位置Ａには折り返し流路が形成されている。切換弁が第１位置Ａに切り換わっている場合には、切換弁に対して一方側から入力される油圧信号が一方側から出力され、回路的に遮断された減圧ラインひいては比例電磁弁ユニット６０Ｂには油圧信号は全く入力されない。

第２位置Ｂは、操作信号ライン及び対応する信号入力ラインの直接の接続を遮断して当該操作信号ラインを対応する減圧ラインを介して当該信号入力ラインに接続するポジションである。第２位置Ｂには、対応する減圧ラインの端部に接続され、互いに反対方向に作動油を流通させる２本の流路が形成されている。切換弁が第２位置Ｂに切り換わっている場合には、切換弁に対して一方側から入力される油圧信号が他方側の減圧ラインに出力される。減圧ラインに入力された油圧信号は、減圧用の比例電磁弁を通過して戻り、他方側から再び切換弁に入力され対応する信号入力ラインに出力される。

以上のように、切換弁８１ｂ，８２ａ，８２ｂ，８３ａ，８３ｂは対応する減圧用の比例電磁弁と直列に接続している。切換弁８１ｂ，８２ａ，８２ｂ，８３ａ，８３ｂを第２位置Ｂに切り換えると油圧信号が対応する減圧ラインを通って伝達され、第１位置Ａに切り換えると油圧信号の伝達経路が第１位置Ａでショートカットされる構成である。

・切換弁ユニット、比例電磁弁ユニット
前述したように切換弁ユニット６０Ａは切換弁８１ｂ，８２ａ，８２ｂ，８３ａ，８３ｂを備えたバルブユニットである。図３のように操作信号ラインの経路中の継手Ｊ１、信号入力ラインの経路中の継手Ｊ２及び減圧ラインの経路中の継手Ｊ３のそれぞれ片側が切換弁ユニット６０Ａに備えられている。継手Ｊ１〜Ｊ３の連結を解くと、切換弁ユニット６０Ａは図３の回路に対して独立して脱着できるようになっている。

比例電磁弁ユニット６０Ｂは比例電磁弁６１ｂ，６２ａ，６２ｂ，６３ａ，６３ｂ，７１ａ，７３ａ，７３ｂ、遮断弁７０及びシャトル弁９２，９３を備えたバルブユニットである。図３のようにポンプラインの経路中の継手Ｊ４及び減圧ラインの経路中の継手Ｊ５の片側が比例電磁弁ユニット６０Ｂに備えられている。比例電磁弁ユニット６０Ｂも、継手Ｊ４，Ｊ５の連結を解くことで図３の回路に対して独立して脱着できるようになっている。

１−２．７．コントローラユニット
図４はコントローラユニットの機能ブロック図である。同図に示したように、コントローラユニット１００は、入力部１１０、フロント制御部１２０、切換弁制御部１３０及び出力部１７０等の機能部を備えている。以下、各機能部について説明する。

・入力部／出力部
入力部１１０はセンサ類等からの信号を入力する機能部である。この入力部１１０には、圧力検出器６ａ，６ｂ、スイッチ７、角度検出器８ａ〜８ｃ、傾斜検出器８ｄ、測位装置９ａ，９ｂ、無線機９ｃ等からの信号が入力される。

出力部１７０は、フロント制御部１２０及び切換弁制御部１３０で生成された指令信号をフロント制御用油圧ユニット６０に出力し、対応する弁を制御する機能部である。制御対象となり得る弁は、比例電磁弁６１ｂ，６２ａ，６２ｂ，６３ａ，６３ｂ，７１ａ，７３ａ，７３ｂ、切換弁８１ｂ，８２ａ，８２ｂ，８３ａ，８３ｂ及び遮断弁７０である。

・フロント制御部
フロント制御部１２０は、角度検出器８ａ〜８ｃ及び傾斜検出器８ｄの信号を基に、掘削目標面を越えて（掘削目標面の下側を）掘削しないようにフロント作業機２０の動作を制限する制限指令値を演算する機能部である。フロント制御とは、掘削目標面とバケット２３の特定点との距離やアクチュエータ３１〜３３の伸縮速度等によってフロント制御用油圧ユニット６０を制御する制御の総称である。例えば、減圧用の比例電磁弁６１ｂ，６２ａ，６２ｂ，６３ａ，６３ｂのうちの少なくとも１つを制御し、掘削目標面近傍でアクチュエータ３１〜３３のうちの少なくとも１つの動作を減速させる制御もフロント制御の１つである。増圧用の比例電磁弁７１ａ，７３ａ，７３ｂのうちの少なくとも１つを制御し、掘削目標面の下側を掘削してしまっている場面で強制的にブーム上げ動作をするブーム自動上げ制御や、バケット２３の角度を一定に保ったりする制御もフロント制御に含まれる。その他いわゆるブーム下げ停止制御やバケット増圧制御等も含まれる。また、減圧用の比例電磁弁６１ｂ，６２ａ，６２ｂ，６３ａ，６３ｂのうちの少なくとも１つと、増圧用の比例電磁弁７１ａ，７３ａ，７３ｂのうちの少なくとも１つとを複合的に制御するものもフロント制御に含まれる。更には、本願明細書では、フロント作業機２０の描く軌跡を一定の軌跡に制御するいわゆる軌跡制御もフロント制御の１つとする。フロント制御部１２０の詳細については説明を省略するが、このフロント制御部１２０には、例えば特開平８−３３３７６８号公報や特開２０１６−００３４４２号公報等に記載された公知技術が適宜適用できる。

・切換弁制御部
図５は切換弁制御部の機能ブロック図である。同図に示したように、切換弁制御部１３０は、入り切り判定部１３１及び切換指令部１３７を備えている。

入り切り判定部１３１は、入力部１１０を介して入力されたスイッチ７からの信号がフロント制御部１２０による制御を入り状態とする入り信号か切り状態とする切り信号かを判定する機能部である。

切換指令部１３７は切換弁８１ｂ，８２ａ，８２ｂ，８３ａ，８３ｂを第１位置Ａに切り換える指令信号、及び第２位置Ｂに切り換える指令信号を選択的に生成する機能部である。具体的には、スイッチ７から入力された信号が切り信号であると入り切り判定部１３１で判定された場合、全ての切換弁を第１位置Ａに切り換える信号Ｓ７０が切換指令部１３７で生成される。反対に、スイッチ７から入力された信号が入り信号であると入り切り判定部１３１で判定された場合、全ての切換弁を第２位置Ｂに切り換える信号Ｓ７０が切換指令部１３７で生成される。

なお、本実施形態では切換弁８１ｂ，８２ａ，８２ｂ，８３ａ，８３ｂと遮断弁７０に出力される指令信号Ｓ７０は同じ値の信号である。信号Ｓ７０が切換弁を第１位置Ａに切り換えるものであるとき、本実施形態では指令信号Ｓ７０は消磁信号（励磁電流の停止）であり、ノーマルクローズタイプの遮断弁７０は遮断位置となる。反対に信号Ｓ７０が切換弁を第２位置Ｂに切り換えるものであるとき、本実施形態では指令信号Ｓ７０は励磁信号（励磁電流の出力）であり、ノーマルクローズタイプの遮断弁７０は開通位置となる。

１−３ 動作
図６は切換弁制御部による切換弁の制御手順を表すフローチャートである。運転中、切換弁制御部１３０は図６の手順を所定の処理サイクル（例えば０．１ｓ）で繰り返し実行するものとする。まず、入力部１１０を介してスイッチ７の信号を入力し（ステップＳ１０１）、それが入り信号であるか切り信号であるかを入り切り判定部１３１で判定する（ステップＳ１０２）。スイッチ７の信号が切り信号であれば、切換弁制御部１３０は切換指令部１３７で各切換弁を第１位置Ａに切り換える信号を生成し、出力部１７０を介して出力する。これにより減圧ラインを介さずに各操作信号ラインを対応する信号入力ラインに直接接続させ、図６の手順を終了する（ステップＳ１０３）。スイッチ７の信号が入り信号であれば、切換弁制御部１３０は切換指令部１３７で各切換弁を第２位置Ｂに切り換える信号を生成し、出力部１７０を介して出力する。これにより各操作信号ラインが減圧ラインを介して対応する信号入力ラインに接続し、図６の手順が終了する（ステップＳ１０４）。図６の手順により、スイッチ７を操作してフロント制御の機能を入り状態にすると切換弁８１ｂ，８２ａ，８２ｂ，８３ａ，８３ｂが第２位置Ｂに切り換わり、各減圧ラインが対応する操作信号ラインに接続する。反対に、スイッチ７を操作してフロント制御の機能を切り状態にすると切換弁８１ｂ，８２ａ，８２ｂ，８３ａ，８３ｂが第１位置Ａに切り換わり、各減圧ラインが対応する操作信号ラインから遮断される。

１−３．１．フロント制御の有効時
例えば操作レバー装置５１でブーム下げ操作が行われた場合、ブーム下げ指令用の信号出力弁５１ｂが操作量に応じて開き、操作信号ライン５１ｂ１を介してブームシリンダ用のコントロールバルブ４１の油圧駆動部４６に油圧信号が入力される。これによりブームシリンダ３１が収縮し、ブーム下げ動作が実行される。フロント制御の機能が入り状態の場合、バケット２３の掘削目標面との距離や下降速度によっては、フロント制御部１２０から出力される制限指令値により比例電磁弁６１ｂの開度が抑えられ、油圧信号の最大値が制限される。比例電磁弁６１ｂの開度で規定される制限値を超えている場合、油圧信号は減圧ライン５１ｂ３を流通する過程で比例電磁弁６１ｂにより制限値に減圧される。その結果、操作量に応じた本来の速度よりもブーム下げ動作が減速され、掘削目標面よりも下側にバケット２３が進入することが抑制される。

切換弁を経由する他の操作信号ラインに圧力信号を出力する操作（アームクラウド、アームダンプ、バケットクラウド、バケットダンプの各操作）についても同様である。

１−３．２．フロント制御の無効時
例えば操作レバー装置５１でブーム下げ操作が行われた場合、ブーム下げ指令用の信号出力弁５１ｂが操作量に応じて開く。フロント制御機能が切り状態の場合、バケット２３の位置等によらず比例電磁弁６１ｂは最大開度となるが、操作信号ライン５１ｂ１と減圧ライン５１ｂ３との間は遮断される。従って信号出力弁５１ｂから出力される油圧信号は全て、減圧ライン５１ｂ３には流入せず信号入力ライン５１ｂ２に直接流入し、ブームシリンダ用のコントロールバルブ４１の油圧駆動部４６に入力される。

切換弁を経由する他の操作信号ラインに圧力信号を出力する操作（アームクラウド、アームダンプ、バケットクラウド、バケットダンプの各操作）についても同様である。

１−４．効果
仮に切換弁を介さずに減圧ラインを操作信号ライン及び信号入力ラインに接続した場合、これら配管では必ず油圧信号が比例電磁弁を通ることになる。この場合、フロント制御の機能をオフにして通常の掘削作業を行うとき、フロント制御機能を搭載しない油圧ショベル（ここでは便宜的に「標準機」と記載する）と比較して比例電磁弁の圧力損失の分だけ油圧信号の損失が増す。そのため、操作レバー装置５１〜５３の操作に対するアクチュエータ３１〜３３の動作の応答性が標準機より低下する。

そこで本実施形態においては、切換弁を介して減圧ラインを操作信号ライン及び信号入力ラインに接続し、フロント制御の機能が切り状態の時には減圧ラインが操作信号ライン及び信号入力ラインから切り離されるように構成した。フロント制御の機能が切り状態の場合、減圧ラインを介さず操作信号ラインと信号入力ラインが直接繋がるので、比例電磁弁に起因する油圧信号の損失を回避することができる。従ってフロント制御用の比例電磁弁を備えながら、標準機と同等又はそれに近い応答性を確保することができる。よって、操作レバー装置５１〜５３の操作に対するアクチュエータ３１〜３３の動作の応答性とフロント制御機能を両立させることができる。油圧信号の損失が軽減されるのでエネルギー効率の向上にも貢献し得る。

また、第１位置Ａが折り返し流路を有する切換弁を用い、切換弁に対してこの切換弁を挟んで操作信号ラインと信号入力ラインの反対側に減圧ラインを接続した。これにより、フロント制御を行わない場合には油圧信号が一切減圧ラインを介することなくショートカットして信号入力ラインに伝わる。この点も応答性の向上に寄与する。

また、本実施形態の場合、切換弁８１ｂ，８２ａ，８２ｂ，８３ａ，８３ｂを切換弁ユニット６０Ａとしてユニット化しているので、配管作業や作業機械に対する脱着が容易である。比例電磁弁ユニット６０Ｂも同様である。ユニット化は配管の管路長や配管数の抑制にも繋がり、応答性の更なる向上や部品点数の抑制にも貢献する。また、フロント制御用油圧ユニット６０の全体を１つのユニットとせず、切換弁ユニット６０Ａと比例電磁弁ユニット６０Ｂに分けたことにより、不具合発生時に交換対象となるバルブを含むいずれかのユニットのみを交換することができ、メンテナンス性が良い。バルブの上記ユニット化により、上記標準機、フロント制御機能を有する従来の作業機械の回路を図３のように改造する作業も容易となる。

加えて、フロント制御機能を入り切りするスイッチ７の入り切りで切換弁８１ｂ，８２ａ，８２ｂ，８３ａ，８３ｂが切換制御されるので、フロント制御機能をオフにすれば自動的に減圧ラインを切り離すことができる。また、操作レバー装置のレバー部にスイッチ７が設けられているので、運転席１４から状況を確認しつつフロント作業機２０の操作をしながら切換弁８１ｂ等を容易に切り換え操作することができる。

（第２実施形態）
本実施形態が第１実施形態と相違する点は、フロント制御機能が入り状態でもフロント作業機２０が掘削目標面から一定距離離れている場合に切換弁８１ｂ，８２ａ，８２ｂ，８３ａ，８３ｂが自動的に第１位置Ａに切り換わるように構成した点である。この制御を実現するために、本実施形態では切換弁制御部に変更が加えられている。本実施形態の切換弁制御部について次に説明する。

２−１ 切換弁制御部
図７は本発明の第２実施形態に係る作業機械に備えられた切換弁制御部の機能ブロック図である。図７において既出の要素には既出図面と同符号を付して説明を省略する。図７に示した切換弁制御部１３０Ａは、入り切り判定部１３１及び切換指令部１３７に加え、記憶部１３２、距離演算部１３３、距離判定部１３４、速度演算部１３５及び速度判定部１３６を備えている。また、切換指令部１３７には自動切換指令部１３８が含まれている。

・記憶部
記憶部１３２は各種情報を記憶する機能部であり、設定距離記憶部１４１、設定速度記憶部１４２、掘削目標面記憶部１４３及び機体寸法記憶部１４４を含んでいる。設定距離記憶部１４１は、フロント作業機２０の特定点Ｐと掘削目標面Ｓとの距離Ｄについて予め定めた設定距離Ｄ０（＞０）を記憶した記憶領域である。設定速度記憶部１４２は、特定のアクチュエータ（例えばブームシリンダ３１）の動作速度Ｖについて予め定めた設定速度Ｖ０（＞０）を記憶した記憶領域である。掘削目標面記憶部１４３は、掘削目標面Ｓを記憶した記憶領域である。掘削目標面Ｓは、油圧ショベルで掘削形成する（造形する）目標地形であり、旋回体１２を基準とする座標系で手動設定したものが記憶される場合もあるし、地球座標系の三次元位置情報で予め記憶されている場合もある。掘削目標面Ｓの三次元位置情報は、掘削目標面Ｓをポリゴンで表した地形データに位置データを付した情報であり、予め作成されたものである。機体寸法記憶部１４４は、フロント作業機２０及び旋回体１２の各部寸法を記憶した記憶領域である。

・距離演算部
距離演算部１３３は、入力部１１０を介して入力された角度検出器８ａ〜８ｃの検出信号を基にフロント作業機２０の特定点Ｐと掘削目標面Ｓとの距離Ｄを演算する機能部である。距離Ｄの演算の例については後で説明する。

・距離判定部
距離判定部１３４は、距離演算部１３３で演算された特定点Ｐと掘削目標面Ｓとの距離Ｄが設定距離記憶部１４１から読み出した設定距離Ｄ０よりも大きいか否かを判定する機能部である。

・速度演算部
速度演算部１３５は、入力部１１０を介して入力された圧力検出器６ａ，６ｂの信号を基に特定のアクチュエータ、本例ではブームシリンダ３１の動作速度Ｖ（伸縮速度）を演算する機能部である。例えば、速度演算部１３５には、ブームシリンダ用のコントロールバルブ４１の流量特性（流通させる作動油の流量と開度の関係等）を記憶した記憶部が含まれている。コントロールバルブ４１の開度は圧力検出器６ａ，６ｂで検出されたコントロールバルブ４１への油圧信号の大きさと対応する関係にある。このことに基づき、コントロールバルブ４１の流量特性と圧力検出器６ａ，６ｂの信号とを基にブームシリンダ３１の動作速度Ｖが速度演算部１３５で演算される。なお、速度演算部１３５では、圧力検出器６ａ，６ｂの信号のうち大きい方を選択して演算の基礎としてブームシリンダ３１の動作速度を演算する。どちらの信号を演算の基礎としたかにより、演算される動作速度Ｖが、ブームシリンダ３１の伸長速度であるのか収縮速度であるのかが区別される。言うまでもないが、例えばブーム下げ指令用の圧力信号を検出する圧力検出器６ｂの信号を基に演算された動作速度Ｖは、ブーム下げ動作に対応するブームシリンダ３１の収縮速度である。そして、ブームシリンダ３１の収縮方向を動作速度Ｖの正方向にとり、伸長速度は負の速度成分として扱う。

・速度判定部
速度判定部１３６は、速度演算部１３５で演算されたブームシリンダ３１の動作速度Ｖが設定速度記憶部１４２から読み出した設定速度Ｖ０よりも大きいか否かを判定する機能部である。

・切換指令部
本実施形態の切換指令部１３７に含まれる自動切換指令部１３８は、フロント制御機能が入り状態でも一定条件下で各切換弁を第１位置Ａに切り換える信号を生成する機能部である。自動切換指令部１３８が各切換弁を第１位置Ａに切り換える信号を生成する条件は次の３つである。
（第１条件）スイッチ７の信号が入り信号であること；
（第２条件）距離判定部１３４から入力される判定信号が特定点Ｐと掘削目標面Ｓとの距離Ｄが設定距離Ｄ０より大きいとの判定結果を表す信号であること；
（第３条件）速度判定部１３６から入力される判定信号が特定のアクチュエータ（本例ではブームシリンダ３１）の動作速度Ｖが設定速度Ｖ１より小さいとの判定結果を表す信号であること：
第１条件を満たすことで切換指令部１３７において自動切換指令部１３８の機能が入り状態となり、自動切換指令部１３８の処理が実行される。その上で第２条件及び第３条件が満たされると、自動切換指令部１３８で各切換弁を第１位置Ａに切り換える信号が生成される。要するに、自動切換指令部１３８による処理と合わせて、切換指令部１３７では、第１〜第３の条件が同時に満たされる場合及びフロント制御の機能が切り状態である場合に各切換弁を第１位置Ａに切り換える信号が生成される。それ以外の場合には各切換弁を第２位置Ｂに切り換える信号が生成される。

その他のハードウェアについては、本実施形態の作業機械は第１実施形態の作業機械と同様の構成である。

２−２ 特定点と掘削目標面との距離の演算例
図８は距離演算部によるフロント作業機の特定点と掘削目標面との距離の演算方法の説明図である。図８ではフロント作業機２０の動作平面（ブーム２１等の回動軸に直交する平面）を直交方向（ブーム２１等の回動軸の延在方向）から見ている。アクチュエータ３１〜３３については繁雑防止のため図示省略してある。

図８において特定点Ｐはバケット２３の先端（爪先）の位置に設定してある。特定点Ｐは代表的にはバケット２３の先端に設定されるが、フロント作業機２０における他部位に設定しても良い。距離演算部１３３には、角度検出器８ａ〜８ｃからの信号が入力部１１０を介して入力され、掘削目標面記憶部１４３から掘削目標面Ｓの情報が入力される。その他、地球座標系で距離Ｄを演算する場合には、傾斜検出器８ｄの検出信号、測位装置９ａ，９ｂによって取得された車体１０の位置情報、及び無線機９ｃで受信された補正情報も入力部１１０を介して距離演算部１３３に入力される。地球座標系で距離Ｄを求める場合、距離演算部１３３では、測位装置９ａ，９ｂの位置情報を補正情報で補正して車体１０の位置や向きを演算し、傾斜検出器８ｄの信号により車体１０の傾斜を演算する。

掘削目標面Ｓはフロント作業機２０の動作平面と目標地形との交線で定義され、車体１０の位置、向き、傾斜等の情報と合わせて地球座標系で掘削目標面Ｓと車体１０との位置関係が把握される。掘削目標面Ｓから上側の領域が、特定点Ｐが移動することが是とされる掘削領域として規定される。掘削目標面Ｓは、例えば油圧ショベルを基準とするＸＹ座標系における少なくとも１本の直線式で一旦規定される。ＸＹ座標系は例えばブーム２１の回動支点を原点とする直交座標系であり、原点を通って旋回体１２の旋回中心軸に平行に延びる軸をＹ軸（上方向が正方向）、このＹ軸に対して原点で直交して前方に延びる軸をＸ軸としている（前方向が正方向）。なお、掘削目標面Ｓを手動設定した場合には、掘削目標面Ｓと車体１０との位置関係は既知である。

ＸＹ座標系で規定された掘削目標面Ｓは、自己を一軸（Ｘａ軸）とする原点Ｏの直交座標系であるＸａＹａ座標系で改めて規定される。ＸａＹａ座標系とＸＹ座標系は同一平面である。言うまでもないが、Ｙａ軸は原点ＯでＸａ軸に直交する軸である。Ｘａ軸は前方向を正方向、Ｙａ軸は上方向を正方向とする。

距離演算部１３３では、機体寸法記憶部１４４から読み出したフロント作業機２０の寸法データ（Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３）、角度検出器８ａ〜８ｃで検出された回動角α，β，γの各値を用いて特定点Ｐの位置を計算する。特定点Ｐの位置は、例えば油圧ショベルを基準とするＸＹ座標系の座標値（Ｘ，Ｙ）として求める。特定点Ｐの座標値（Ｘ，Ｙ）は下記の式（１）と式（２）より求まる。

Ｘ＝Ｌ１・ｓｉｎα＋Ｌ２・ｓｉｎ（α＋β）＋Ｌ３・ｓｉｎ（α＋β＋γ）…（１）
Ｙ＝Ｌ１・ｃｏｓα＋Ｌ２・ｃｏｓ（α＋β）＋Ｌ３・ｃｏｓ（α＋β＋γ）…（２）
Ｌ１はブーム２１とアーム２２の回動支点間の距離、Ｌ２はアーム２２とバケット２３の回動支点間の距離、Ｌ３はバケット２３の回動支点と特定点Ｐとの距離である。αはＹ軸（原点から上側に延びる部分）とブーム２１とアーム２２の回動支点を通る直線ｌ１（原点からアーム２２の回動支点側に延びる部分）との挟角である。βは直線ｌ１（アーム２２の回動支点から原点と反対側に延びる部分）とアーム２２とバケット２３の回動支点を通る直線ｌ２（アーム２２の回動支点からバケット２３の回動支点側に延びる部分）との挟角である。γは直線ｌ２（バケット２３の回動支点からアーム２２の回動支点と反対側に延びる部分）と特定点Ｐを通る直線ｌ３との挟角である。

距離演算部１３３は、以上のようにＸＹ座標系で規定した特定点Ｐの座標値（Ｘ，Ｙ）をＸａＹａ座標系の座標値（Ｘａ，Ｙａ）に変換する。こうして求められた特定点ＰのＹａの値が、特定点Ｐと掘削目標面Ｓとの距離Ｄの値である。距離Ｄは、特定点Ｐを通って掘削目標面Ｓに直交する直線と掘削目標面Ｓとの交点から特定点Ｐまでの距離であり、Ｙａの値の正負を区別する（つまり掘削領域で距離Ｄは正の値となり、掘削目標面Ｓより下側の領域では負の値となる）。

２−３ 切換弁制御
図９は本実施形態における切換弁制御部による切換弁の制御手順を表すフローチャートである。運転中、切換弁制御部１３０Ａは図９の手順を所定の処理サイクル（例えば０．１ｓ）で繰り返し実行する。

・ステップＳ２０１
切換弁制御部１３０Ａは図９の手順を開始すると、まずステップＳ２０１で入力部１１０を介してスイッチ７、角度検出器８ａ〜８ｃ、圧力検出器６ａ，６ｂの各信号を入力する。この例では掘削目標面Ｓと機体との位置関係は既知の情報として説明するが、例えば前述したように地球座標系で機体と掘削目標面Ｓの位置関係を演算する場合には、合わせて測位装置９ａ，９ｂや無線機９ｃ、傾斜検出器８ｄの信号も入力する。

・ステップＳ２０２→Ｓ２０５
続いて、切換弁制御部１３０Ａは、スイッチ７の信号が切り信号であるかどうかを判定し（ステップＳ２０２）する。切り信号である場合、切換弁制御部１３０Ａは、切換指令部１３７により第１位置Ａに切り換える信号を出力し（ステップＳ２０５）、切換弁８１ｂ，８２ａ，８２ｂ，８３ａ，８３ｂを第１位置Ａに切り換える。ステップＳ２０２，Ｓ２０５は、図６のステップＳ１０２，Ｓ１０３と同様の手順である。

・ステップＳ２０２→Ｓ２０３→Ｓ２０４→Ｓ２０５
スイッチ７の信号が入り信号である場合、切換弁制御部１３０Ａは、ステップＳ２０３に手順を移し、距離演算部１３３で掘削目標面Ｓと特定点Ｐとの距離Ｄを演算し、速度演算部１３５でブームシリンダ３１の動作速度Ｖを演算する。ステップＳ２０４に手順を移すと、切換弁制御部１３０Ａは、設定距離記憶部１４１から読み出した設定距離Ｄ０よりも距離Ｄが大きいかどうかを距離判定部１３４で判定する。設定距離Ｄ０は正の値で距離Ｄの正負も前述したように区別されるので、ここでは特定点Ｐが掘削領域内にあって掘削目標面Ｓから設定距離Ｄ０より離れているかが判定される。同時に、切換弁制御部１３０Ａは、設定速度記憶部１４２から読み出した設定速度Ｖ０よりも動作速度Ｖが小さいかどうかを速度判定部１３６で判定する。設定速度Ｖ０は正の値で動作速度Ｖの正負も前述したように区別されるので、ここではブームシリンダ３１が設定速度Ｖ０を超える速度で収縮していないかが判定される。判定の結果、Ｄ＞Ｄ０でかつＶ＜Ｖ０の場合（ステップＳ２０２，Ｓ２０４で上記第１〜第３条件が満たされた場合）、切換弁制御部１３０ＡはステップＳ２０５に手順を移して自動切換指令部１３８により各切換弁を第１位置Ａに切り換える信号を出力する。

・ステップＳ２０２→Ｓ２０３→Ｓ２０４→Ｓ２０６
ステップＳ２０２，Ｓ２０３，Ｓ２０４の手順を実行し、Ｄ＞Ｄ０でかつＶ＜Ｖ０の条件が満たされない場合、切換弁制御部１３０ＡはステップＳ２０４からステップＳ２０６に手順を移す。ステップＳ２０６に手順を移すと、切換弁制御部１３０Ａは自動切換指令部１３８により指令信号を出力し、切換弁８１ｂ，８２ａ，８２ｂ，８３ａ，８３ｂを第２位置Ｂに切り換える。ステップＳ２０６は、図６のステップＳ１０４に対応する手順である。

なお、本実施形態では、設定距離Ｄ０はフロント制御部１２０による比例電磁弁６１ｂ等の制御の実行判断の閾値に合わせてある。つまり、距離Ｄが設定距離Ｄ０以下の場合、切換弁８１ｂ等が第２位置Ｂに切り換わると同時に遮断弁７０が開き、フロント制御部１２０により比例電磁弁６１ｂ等が距離Ｄ等に応じて励磁される（開度が変更される）。反対に、距離Ｄが設定距離Ｄ０を超えている場合、切換弁８１ｂ等が第１位置Ａに切り換わると同時に遮断弁７０が閉じ、比例電磁弁６１ｂ等も消磁される。

２−４ 効果
本実施形態においても第１実施形態と同様の効果が得られる。加えて、特定点Ｐが掘削目標面Ｓから設定距離Ｄ０を超えて離れていて、ブームシリンダ３１が設定速度Ｖ０を超える速度で収縮していない場合には、フロント制御の機能が入り状態でも切換弁８１ｂ，８２ａ，８２ｂ，８３ａ，８３ｂが第１位置Ａに切り換わる。つまり、掘削目標面Ｓからバケット２３が遠く、フロント作業機２０の動作状況を考慮しても、直ちにバケット２３が掘削領域外に進入する恐れがないような場合には、フロント制御の機能が入り状態でも自動的に応答性が優先される。これにより作業効率の更なる向上が期待できる。

（変形例）
第２実施形態においては、Ｄ＞Ｄ０でかつＶ＜Ｖ０の場合にステップＳ２０４で第１〜第３条件が満たされ、フロント制御の機能が入り状態でも切換弁８１ｂ等が第１位置Ａに切り換わる構成を例示した。しかし、動作速度Ｖに関する上記第３条件は省略しても良い。つまり、フロント制御の機能が入り状態でも、距離Ｄが設定距離Ｄ０を超えていれば（第１条件及び第２条件が満たされていれば）、図１０に示したように動作速度Ｖによらず切換弁８１ｂ等が第１位置Ａに切り換わる構成としても良い。図１０は切換弁８１ｂ等に対する指令信号と距離Ｄとの関係を表している。図１０の例では、距離Ｄが設定距離Ｄ０を超えている場合には動作速度Ｖによらず各切換弁が第１位置Ａに切り換わり、設定距離Ｄ０以下の場合には動作速度Ｖによらず各切換弁が第２位置Ｂに切り換わる。この場合でも特定点Ｐが掘削目標面Ｓから離れていてバケット２３が掘削領域外に逸脱する可能性が低い状況で作業効率を向上させることができ、制御が簡略化できるメリットもある。また、設定速度記憶部１４２、速度演算部１３５、速度判定部１３６を省略し得る。

また、第２実施形態ではブームシリンダ３１の伸縮速度をアクチュエータの動作速度Ｖとして演算する場合を例に挙げて説明したが、アームシリンダ３２やバケットシリンダ３３の伸縮速度を動作速度Ｖとして切換弁８１ｂ等の切換判断に加味しても良い。勿論、アクチュエータ３１−３３のうち複数を選択してその動作速度Ｖを加味する構成としても良い。また、一又は複数のアクチュエータの動作速度Ｖから特定点Ｐの移動速度を演算し、掘削目標面Ｓに垂直な成分を抽出して掘削領域における特定点Ｐの掘削目標面Ｓへの接近速度を演算することができる。単にアクチュエータの動作速度Ｖを考慮するのではなく、これを特定点Ｐの掘削目標面Ｓへの接近速度に変換して判断の基礎とすることも考えられる。

なお、距離演算部１３３や速度演算部１３５に相当する機能部はフロント制御部１２０にも備えられ得る。その場合には、フロント制御部１２０で演算された距離Ｄや動作速度Ｖを切換弁制御部１３０Ａの距離判定部１３４や速度判定部１３６に入力するように構成しても良い。

また、切換弁、減圧ライン及び比例電磁弁は図１１のように接続することもできる。図１１はブーム下げ操作用の信号ラインのみを抜き出したものであり、同図中の符号と要素の関係は図３に対応している。図１１の構成でもフロント制御機能をオフにした際に油圧信号が比例電磁弁６１ｂを通過しないようにすることができる。但し、同図の回路構成では減圧ライン５１ｂ３が信号入力ライン５１ｂ２に合流しており、フロント制御機能をオフにした際に減圧ライン５１ｂ３の合流点における油圧信号の損失が発生しないとも限らない。その点、このような合流点のない第１実施形態の回路構成（図３）は応答性の面でより有利である。また、図１１の回路構成では、フロント制御をオフにした際でも油圧信号が比例電磁弁ユニット６０Ｂを通るのに対し、信号経路が比例電磁弁ユニット６０Ｂを通らずにショートカットする点でも第１実施形態の回路構成（図３）は応答性の面で有利である。

また、切換弁８１ｂ，８２ａ，８２ｂ，８３ａ，８３ｂについて、複数のグループに分けてそれぞれ設定距離Ｄ０を異なる値に設定しても良い。また、切換弁８１ｂ，８２ａ，８２ｂ，８３ａ，８３ｂは全てが必要なわけでは必ずしもなく、これらのうちから必要なものを少なくとも１つ選択して実装すれば良い。また、説明した例ではブーム上げ指令用の操作信号ライン５１ａ１には比例電磁弁及び切換弁を接続していないが、必要があれば操作信号ライン５１ａ１にも切換弁を介して減圧ライン及び比例電磁弁を接続できる。

また、切換弁８１ｂ，８２ａ，８２ｂ，８３ａ，８３ｂは電磁弁ではなく油圧駆動式の切換弁であっても良い。例えば切換弁８１ｂ，８２ａ，８２ｂ，８３ａ，８３ｂの油圧駆動部にスイッチ７を経由してポンプライン３７ａを導き、スイッチ７でポンプライン３７ａが開閉されるように構成すれば、切換弁８１ｂ等を油圧駆動式の切換弁としても回路は成立する。

減圧用の比例電磁弁６１ｂ，６２ａ，６２ｂ，６３ａ，６３ｂをノーマルオープンタイプ、増圧用の比例電磁弁７１ａ，７３ａ，７３ｂ及び遮断弁７０をノーマルクローズタイプとした場合を例示した。このノーマルオープンタイプ及びノーマルクローズタイプの適用を逆にしても、励磁及び消磁のタイミングを逆転させれば回路は成立する。

また、フロント制御用に減圧用の比例電磁弁６１ｂ，６２ａ，６２ｂ，６３ａ，６３ｂ及び増圧用の比例電磁弁７１ａ，７３ａ，７３ｂを設けた場合を例示して説明したが、これら全てが必要なわけでは必ずしもない。これらのうち少なくとも１つ（例えばブーム下げ指令用の油圧信号を減圧する比例電磁弁６１ｂ及び減圧ライン５１ｂ３が）あればフロント制御の一種が実行され得る。操作レバー装置５１〜５４の油圧信号を減圧する比例電磁弁を少なくとも１つ用いた作業機械であれば、本発明を適用することができる。

また、アクチュエータの動作速度Ｖを圧力信号の大きさを基に演算する場合を例に挙げて説明したが、例えば角度検出器８ａ〜８ｃの信号の変化率を基にしてもアクチュエータの動作速度Ｖを求めることができる。例えば角度検出器８ａの信号の変化率を基にしてブームシリンダ３１の伸縮速度を求めることができる。アクチュエータ３１〜３３のストローク量を検出するストローク検出器やブーム２１、アーム２２及びバケット２３の傾斜角を検出する傾斜角検出器を利用してもアクチュエータの動作速度Ｖは求められる。

また、原動機１７にエンジンを用い、エンジンで油圧ポンプ３６等を駆動する一般的な油圧ショベルを例に挙げて説明したが、エンジン及び電動機を原動機として油圧ポンプ３６等を駆動するハイブリッド式の油圧ショベルにも本発明は適用可能である。その他、電動機を原動機として油圧ポンプを駆動する電動式の油圧ショベル等にも本発明は適用可能である。

６ａ，６ｂ…圧力検出器、７…スイッチ、８ａ〜８ｃ…角度検出器（姿勢検出器）、１０…車体、２０…フロント作業機、３１…ブームシリンダ（アクチュエータ）、３２…アームシリンダ（アクチュエータ）、３３…バケットシリンダ（アクチュエータ）、３６…油圧ポンプ、３７…パイロットポンプ、４１〜４４…コントロールバルブ、５１〜５４…操作レバー装置、５１ａ１，５１ｂ１，５２ａ１，５２ｂ１，５３ａ１，５３ｂ１，５４ａ１，５４ｂ１…操作信号ライン、５１ａ２，５１ｂ２，５２ａ２，５２ｂ２，５３ａ２，５３ｂ２，５４ａ２，５４ｂ２…信号入力ライン、５１ｂ３，５２ａ３，５２ｂ３，５３ａ３，５３ｂ３…減圧ライン、６１ｂ，６２ａ，６２ｂ，６３ａ，６３ｂ…比例電磁弁、８１ｂ，８２ａ，８２ｂ，８３ａ，８３ｂ…切換弁、１２０…フロント制御部、１３１…入り切り判定部、１３３…距離演算部、１３４…距離判定部、１３５…速度演算部、１３６…速度判定部、１３７…切換指令部、１３８…自動切換指令部、１４１…設定距離記憶部、１４２…設定速度記憶部、Ｄ…特定点と掘削目標面との距離、Ｄ０…設定距離、１７０…出力部、Ｐ…特定点、Ｓ…掘削目標面、Ｖ…アクチュエータの動作速度、Ｖ０…設定速度

Claims (5)

1. 車体、前記車体に設けたフロント作業機、前記フロント作業機を駆動する複数のアクチュエータ、前記フロント作業機の姿勢を検出する姿勢検出器、前記アクチュエータを駆動する作動油を吐出する油圧ポンプ、前記油圧ポンプから対応するアクチュエータに供給される作動油の流れを制御する複数のコントロールバルブ、対応するコントロールバルブに出力する油圧信号を操作に応じて生成する複数の操作レバー装置、前記操作レバー装置と対応するコントロールバルブとを接続するパイロットライン、前記操作レバー装置に作動油を供給するパイロットポンプ、前記パイロットラインに設けられ対応する操作レバー装置で生成された油圧信号を減圧する少なくとも１つの比例電磁弁、及び前記姿勢検出器の検出信号を基に前記比例電磁弁を制御して前記フロント作業機の動作を制限するフロント制御部を備えた作業機械において、
   前記パイロットラインは、対応する操作レバー装置の信号出力弁に接続した複数の操作信号ラインと、対応するコントロールバルブの油圧駆動部に接続した複数の信号入力ラインと、前記比例電磁弁を設けた少なくとも１つの減圧ラインとを含み、
   前記操作信号ラインと対応する減圧ラインとの間に設けられ、前記操作信号ライン及び対応する減圧ラインの接続を遮断して当該操作信号ラインを対応する信号入力ラインに直接接続する第１位置、並びに前記操作信号ライン及び対応する信号入力ラインの直接の接続を遮断して当該操作信号ラインを対応する減圧ラインを介して当該信号入力ラインに接続する第２位置を有する少なくとも１つの切換弁を備え、
   前記切換弁には、前記操作信号ライン及び前記信号入力ラインが一方側に、前記減圧ラインが他方側に接続することを特徴とする作業機械。
2. 車体、前記車体に設けたフロント作業機、前記フロント作業機を駆動する複数のアクチュエータ、前記フロント作業機の姿勢を検出する姿勢検出器、前記アクチュエータを駆動する作動油を吐出する油圧ポンプ、前記油圧ポンプから対応するアクチュエータに供給される作動油の流れを制御する複数のコントロールバルブ、対応するコントロールバルブに出力する油圧信号を操作に応じて生成する複数の操作レバー装置、前記操作レバー装置と対応するコントロールバルブとを接続するパイロットライン、前記操作レバー装置に作動油を供給するパイロットポンプ、前記パイロットラインに設けられ対応する操作レバー装置で生成された油圧信号を減圧する少なくとも１つの比例電磁弁、及び前記姿勢検出器の検出信号を基に前記比例電磁弁を制御して前記フロント作業機の動作を制限するフロント制御部を備えた作業機械において、
   前記パイロットラインは、対応する操作レバー装置の信号出力弁に接続した複数の操作信号ラインと、対応するコントロールバルブの油圧駆動部に接続した複数の信号入力ラインと、前記比例電磁弁を設けた少なくとも１つの減圧ラインとを含み、
   前記操作信号ラインと対応する減圧ラインとの間に設けられ、前記操作信号ライン及び対応する減圧ラインの接続を遮断して当該操作信号ラインを対応する信号入力ラインに直接接続する第１位置、並びに前記操作信号ライン及び対応する信号入力ラインの直接の接続を遮断して当該操作信号ラインを対応する減圧ラインを介して当該信号入力ラインに接続する第２位置を有する少なくとも１つの切換弁を備え、
   前記フロント制御部の制御を入り切りする信号を出力するスイッチと、
   前記スイッチからの信号が前記フロント制御部による制御を入り状態とする入り信号か切り状態とする切り信号かを判定する入り切り判定部と、
   前記入り切り判定部で前記スイッチから入力された信号が前記切り信号であると判定された場合に前記切換弁を前記第１位置に切り換える指令信号を生成し、前記入り信号であると判定された場合に前記切換弁を前記第２位置に切り換える指令信号を生成する切換指令部と、
   前記切換指令部で生成した前記指令信号を前記切換弁に出力する出力部とを備えたことを特徴とする作業機械。
3. 前記切換弁を含む切換弁ユニットと、
   前記比例電磁弁を含む比例電磁弁ユニットと
   を備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の作業機械。
4. 前記姿勢検出器の検出信号を基に前記フロント作業機の特定点と掘削目標面との距離を演算する距離演算部と、
   前記特定点と掘削目標面との距離について予め定めた設定距離を記憶した設定距離記憶部と、
   前記距離演算部で演算された前記特定点と掘削目標面との距離が前記設定距離よりも大きいか否かを判定する距離判定部と、
   前記特定点と掘削目標面との距離が前記設定距離より大きいと前記距離判定部で判定された場合、前記スイッチからの信号が前記入り信号であるか前記切り信号であるかに関わらず前記切換弁を前記第１位置に切り換える指令信号を生成する自動切換指令部とを備えたことを特徴とする請求項２に記載の作業機械。
5. 前記操作レバー装置の油圧信号の圧力又は前記姿勢検出器の検出信号を基に特定のアク
   チュエータの動作速度を演算する速度演算部と、
   前記特定のアクチュエータの動作速度について予め定めた設定速度を記憶した設定速度記憶部と、
   前記速度演算部で演算された前記特定のアクチュエータの動作速度が前記設定速度よりも大きいか否かを判定する速度判定部とを備え、
   前記自動切換指令部は、前記特定点と掘削目標面との距離が前記設定距離より大きいと前記距離判定部で判定され、且つ前記特定のアクチュエータの動作速度が前記設定速度より小さいと前記速度判定部で判定された場合に、前記スイッチからの信号が前記入り信号であるか前記切り信号であるかに関わらず前記切換弁を前記第１位置に切り換える指令信号を生成することを特徴とする請求項４に記載の作業機械。

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