JP7301875B2 - ショベル、ショベルの制御装置 - Google Patents

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Description

本開示は、ショベル等に関する。
例えば、バケットの爪先を設計面に沿って移動させる、ならい掘削制御を行うショベルが知られている（特許文献１参照）。
特開２０１３－２１７１３７号公報
しかしながら、上述のならい掘削制御では、バケットの爪先と設計面との距離に応じてバケット刃先の設計面に対する相対速度を調整する制御であり、バケット刃先と設計面との距離を維持しながら設計面に沿って移動するバケット刃先の移動速度を適切に制御できない可能性がある。
そこで、上記課題に鑑み、ショベルのアタッチメントの基準となる部位を所定の軌道に沿ってより適切に移動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、
下部走行体と、
前記下部走行体に対して、旋回自在に搭載される上部旋回体と、
前記上部旋回体に取り付けられ、アーム及びバケットを含むアタッチメントと、
前記アームを駆動するアームシリンダと、
前記バケットを駆動するバケットシリンダと、
前記アタッチメントの作業部位が目標施工面に沿うように、前記アームシリンダの動作に合わせて、前記バケットシリンダの動作を制御する制御装置と、備え、
前記制御装置は、前記作業部位が前記目標施工面の角部の近傍に位置しているが成立した場合、前記アタッチメントに関する操作入力に対応するように、前記バケットシリンダの動作を制御すると共に、前記作業部位が前記目標施工面に沿って移動するように、前記バケットシリンダの動作に合わせて、前記アームシリンダの動作を制御する、
ショベルが提供される。
また、本開示の他の実施形態では、
下部走行体と、
前記下部走行体に対して、旋回自在に搭載される上部旋回体と、
前記上部旋回体に取り付けられ、ブーム及びアームを含むアタッチメントと、
前記ブームを駆動するブームシリンダと、
前記アームを駆動するアームシリンダと、
前記アタッチメントの作業部位が目標施工面に沿うように、前記アームシリンダの動作に合わせて、前記ブームシリンダの動作を制御する制御装置と、備え、
前記制御装置は、前記作業部位が、前記目標施工面における当該ショベルから見た傾斜角度が所定基準より大きい急傾斜部に沿って移動している場合、前記アタッチメントに関する操作入力に対応するように、前記ブームシリンダの動作を制御すると共に、前記作業部位が前記目標施工面に沿って移動するように、前記ブームシリンダの動作に合わせて、前記アームシリンダの動作を制御する、
ショベルが提供される。
また、本開示の更に他の実施形態では、
下部走行体と、
前記下部走行体に対して、旋回自在に搭載される上部旋回体と、
前記上部旋回体に取り付けられ、ブーム及びアームを含むアタッチメントと、
前記上部旋回体を旋回駆動する旋回モータと、
前記ブームを旋回駆動するブームシリンダと、
前記アームを駆動するアームシリンダと、
前記アームに関する操作がされる場合、前記アタッチメントが目標軌道に沿うように、前記アームシリンダの動作に合わせて、前記ブームシリンダの動作を制御する制御装置と、備え、
前記制御装置は、前記アームに関する操作がされる状態から前記上部旋回体に関する操作がされる状態に切り替わる場合、前記上部旋回体に関する操作入力に対応するように、前記旋回モータを動作させると共に、前記アタッチメントが目標軌道に沿うように、前記旋回モータの動作に合わせて、前記ブームシリンダの動作を制御する、
ショベルが提供される。
また、本開示の更に他の実施形態では、
下部走行体と、
前記下部走行体に対して、旋回自在に搭載される上部旋回体と、
前記上部旋回体に取り付けられ、ブーム、アーム、及びバケットを含むアタッチメントと、
前記上部旋回体を旋回駆動する旋回モータと、
前記ブームを旋回駆動するブームシリンダと、
前記アームを駆動するアームシリンダと、
前記バケットを駆動するバケットシリンダと、
前記上部旋回体に関する操作がされる場合、前記アタッチメントが目標軌道に沿うように、前記旋回モータの動作に合わせて、前記ブームシリンダの動作を制御する制御装置と、備え、
前記制御装置は、前記上部旋回体に関する操作がされる状態から前記バケットに関する操作がされる状態に切り替わる場合、前記バケットに関する操作入力に対応するように、前記バケットシリンダを動作させると共に、前記アタッチメントが目標軌道に沿うように、前記バケットシリンダの動作に合わせて、前記アームシリンダの動作を制御する、
ショベルが提供される。
また、本開示の更に他の実施形態では、
下部走行体と、
前記下部走行体に対して、旋回自在に搭載される上部旋回体と、
前記上部旋回体に取り付けられ、アーム及びバケットを含むアタッチメントと、
前記アームを駆動するアームシリンダと、前記バケットを駆動するバケットシリンダを含み、前記アタッチメント及び前記上部旋回体を駆動する複数のアクチュエータと、
前記アタッチメントが目標軌道に沿うように、前記複数のアクチュエータのうちのマスタ要素のアクチュエータの動作に合わせて、前記複数のアクチュエータのうちの前記マスタ要素のアクチュエータと異なる他のアクチュエータの動作を制御する制御装置と、備え、
前記制御装置は、ショベルの排土動作が開始される場合、排土場所の土砂の形状に基づき、前記マスタ要素のアクチュエータを前記アームシリンダ及び前記バケットシリンダのうちの何れか一方に変更する共に、前記アタッチメントが目標軌道に沿うように、変更後の前記マスタ要素のアクチュエータを動作させる、
ショベルが提供される。
また、本開示の更に他の実施形態では、
下部走行体と、
前記下部走行体に対して、旋回自在に搭載される上部旋回体と、
前記上部旋回体に取り付けられ、アーム及びバケットを含むアタッチメントと、
前記アームを駆動するアームシリンダと、前記バケットを駆動するバケットシリンダとを含み、前記アタッチメント及び前記上部旋回体を駆動する複数のアクチュエータと、
前記アタッチメントが目標軌道に沿うように、前記複数のアクチュエータのうちのマスタ要素のアクチュエータの動作に合わせて、前記複数のアクチュエータのうちの前記マスタ要素のアクチュエータと異なる他のアクチュエータの動作を制御する制御装置と、備え、
前記制御装置は、所定の条件が成立した場合、ショベルに相対的に近い領域の土砂の量が相対的に少ないときに、前記アタッチメントが目標軌道に沿うように、前記バケットシリンダを動作させ、ショベルに相対的に近い領域の土砂の量が相対的に多いときに、前記アタッチメントが目標軌道に沿うように、前記アームシリンダを動作させる、
ショベルが提供される。
また、本開示の更に他の実施形態では、
下部走行体と、前記下部走行体に対して、旋回自在に搭載される上部旋回体と、前記上部旋回体に取り付けられ、アーム及びバケットを含むアタッチメントと、前記アームを駆動するアームシリンダと、前記バケットを駆動するバケットシリンダとを備えるショベルの制御装置であって、
前記アタッチメントの作業部位が目標施工面に沿うように、前記アームシリンダの動作に合わせて、前記バケットシリンダの動作を制御し、前記作業部位が前記目標施工面の角部の近傍に位置している場合、記アタッチメントに関する操作入力に対応するように、前記バケットシリンダの動作を制御すると共に、前記作業部位が前記目標施工面に沿って移動するように、前記バケットシリンダの動作に合わせて、前記アームシリンダの動作を制御する、
ショベルの制御装置が提供される。
また、本開示の更に他の実施形態では、
下部走行体と、前記下部走行体に対して、旋回自在に搭載される上部旋回体と、前記上部旋回体に取り付けられ、ブーム及びアームを含むアタッチメントと、前記ブームを駆動するブームシリンダと、前記アームを駆動するアームシリンダとを備えるショベルの制御装置であって、
前記アタッチメントの作業部位が目標施工面に沿うように、前記アームシリンダの動作に合わせて、前記ブームシリンダの動作を制御し、前記作業部位が、前記目標施工面における当該ショベルから見た傾斜角度が所定基準より大きい急傾斜部に沿って移動している場合、前記アタッチメントに関する操作入力に対応するように、前記ブームシリンダの動作を制御すると共に、前記作業部位が前記目標施工面に沿って移動するように、前記ブームシリンダの動作に合わせて、前記アームシリンダの動作を制御する、
ショベルの制御装置が提供される。
また、本開示の更に他の実施形態では、
下部走行体と、前記下部走行体に対して、旋回自在に搭載される上部旋回体と、前記上部旋回体に取り付けられ、ブーム及びアームを含むアタッチメントと、前記上部旋回体を旋回駆動する旋回モータと、前記ブームを旋回駆動するブームシリンダと、前記アームを駆動するアームシリンダとを備えるショベルの制御装置であって、
前記アームに関する操作がされる場合、前記アタッチメントが目標軌道に沿うように、前記アームシリンダの動作に合わせて、前記ブームシリンダの動作を制御し、前記アームに関する操作がされる状態から前記上部旋回体に関する操作がされる状態に切り替わる場合、前記上部旋回体に関する操作入力に対応するように、前記旋回モータを動作させると共に、前記アタッチメントが目標軌道に沿うように、前記旋回モータの動作に合わせて、前記ブームシリンダの動作を制御する、
ショベルの制御装置が提供される。
また、本開示の更に他の実施形態では、
下部走行体と、前記下部走行体に対して、旋回自在に搭載される上部旋回体と、前記上部旋回体に取り付けられ、ブーム、アーム、及びバケットを含むアタッチメントと、前記上部旋回体を旋回駆動する旋回モータと、前記ブームを旋回駆動するブームシリンダと、前記アームを駆動するアームシリンダと、前記バケットを駆動するバケットシリンダとを備えるショベルの制御装置であって、
前記上部旋回体に関する操作がされる場合、前記アタッチメントが目標軌道に沿うように、前記旋回モータの動作に合わせて、前記ブームシリンダの動作を制御し、前記上部旋回体に関する操作がされる状態から前記バケットに関する操作がされる状態に切り替わる場合、前記バケットに関する操作入力に対応するように、前記バケットシリンダを動作させると共に、前記アタッチメントが目標軌道に沿うように、前記バケットシリンダの動作に合わせて、前記アームシリンダの動作を制御する、
ショベルの制御装置が提供される。
また、本開示の更に他の実施形態では、
下部走行体と、前記下部走行体に対して、旋回自在に搭載される上部旋回体と、前記上部旋回体に取り付けられ、アーム及びバケットを含むアタッチメントと、前記アームを駆動するアームシリンダと、前記バケットを駆動するバケットシリンダとを含み、前記アタッチメント及び前記上部旋回体を駆動する複数のアクチュエータとを備えるショベルの制御装置であって、
前記アタッチメントが目標軌道に沿うように、前記複数のアクチュエータのうちのマスタ要素のアクチュエータの動作に合わせて、前記複数のアクチュエータのうちの前記マスタ要素のアクチュエータと異なる他のアクチュエータの動作を制御し、ショベルの排土動作が開始される場合、排土場所の土砂の形状に基づき、前記マスタ要素のアクチュエータを前記アームシリンダ及び前記バケットシリンダのうちの何れか一方に変更する共に、前記アタッチメントが目標軌道に沿うように、変更後の前記マスタ要素のアクチュエータを動作させる、
ショベルの制御装置が提供される。
また、本開示の更に他の実施形態では、
下部走行体と、前記下部走行体に対して、旋回自在に搭載される上部旋回体と、前記上部旋回体に取り付けられ、アーム及びバケットを含むアタッチメントと、前記アームを駆動するアームシリンダと、前記バケットを駆動するバケットシリンダとを含み、前記アタッチメント及び前記上部旋回体を駆動する複数のアクチュエータとを備えるショベルの制御装置であって、
前記アタッチメントが目標軌道に沿うように、前記複数のアクチュエータのうちのマスタ要素のアクチュエータの動作に合わせて、前記複数のアクチュエータのうちの前記マスタ要素のアクチュエータと異なる他のアクチュエータの動作を制御し、所定の条件が成立した場合、ショベルに相対的に近い領域の土砂の量が相対的に少ないときに、前記アタッチメントが目標軌道に沿うように、前記バケットシリンダを動作させ、ショベルに相対的に近い領域の土砂の量が相対的に多いときに、前記アタッチメントが目標軌道に沿うように、前記アームシリンダを動作させる、
ショベルの制御装置が提供される。
上述の実施形態によれば、ショベルのアタッチメントの基準となる部位を所定の軌道に沿ってより適切に移動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。 ショベルの油圧システムの構成の一例を示す図である。 ショベルの油圧システムにおけるアームに関する操作系の構成部分の一例を示す図である。 ショベルの油圧システムにおけるブームに関する操作系の構成部分の一例を示す図である。 ショベルの油圧システムにおけるバケットに関する操作系の構成部分の一例を示す図である。 ショベルの油圧システムにおける上部旋回体に関する操作系の構成部分の一例を示す図である。 ショベルのマシンガイダンス機能及びマシンコントロール機能に関する構成の一例の概要を示すブロック図である。 ショベルのマシンコントロール機能に関する詳細な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詳細な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詳細な構成の一例を示す機能ブロック図である。 ショベルのコントローラによるマスタ切替処理の一例を概略的に示すフローチャートである。 一実施形態に係るショベルのコントローラによる制御基準切替処理の一例を概略的に示すフローチャートである。 一実施形態に係るショベルのコントローラによるならい制御処理の一例を概略的に示すフローチャートである。 比較例に係るショベルのマシンコントロール機能によるアタッチメントの動作の一例を示す図である。 一実施形態に係るショベルのマシンコントロール機能によるアタッチメントの動作の一例を示す図である。 ショベルのマシンコントロール機能の他の例が対象とする一連の作業手順を説明する図である。 ショベルのマシンコントロール機能に関する詳細な構成の他の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詳細な構成の他の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詳細な構成の他の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詳細な構成の他の例を示す機能ブロック図である。 ショベルのコントローラによるマスタ切替処理の他の例を概略的に示すフローチャートである。 ショベルのコントローラによるマスタ切替処理の他の例を概略的に示すフローチャートである。 ショベルのコントローラによるマスタ切替処理の他の例を概略的に示すフローチャートである。 ショベルのマシンコントロール機能によるアタッチメントの動作の他の例を示す上面図である。 ショベルのマシンコントロール機能によるアタッチメントの動作の他の例を示す側面図である。 ショベルのマシンコントロール機能の更に他の例が対象とする一連の作業手順を説明する図である。 ショベルのコントローラによるマスタ切替処理の更に他の例を概略的に示すフローチャートである。 ショベルのコントローラによるマスタ切替処理の更に他の例を概略的に示すフローチャートである。 ショベル管理システムの一例を示す概略図である。
以下、図面を参照して実施形態について説明する。
［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（走行体の一例）は、後述の如く、左右一対のクローラ１Ｃ、具体的には、左クローラ１ＣＬ及び右クローラ１ＣＲを含む。下部走行体１は、左クローラ１ＣＬ及び右クローラ１ＣＲが走行油圧モータ２Ｍ（２ＭＬ，２ＭＲ）でそれぞれ油圧駆動されることにより、ショベル１００を走行させる。
上部旋回体３（旋回体の一例）は、旋回油圧モータ２Ａで駆動されることにより、下部走行体１に対して旋回する。
ブーム４は、上部旋回体３の前部中央に俯仰可能に枢着され、ブーム４の先端には、アーム５が上下回動可能に枢着され、アーム５の先端には、エンドアタッチメントとしてのバケット６が上下回動可能に枢着される。ブーム４、アーム５、及びバケット６は、油圧アクチュエータとしてのブームシリンダ７、アームシリンダ８、及びバケットシリンダ９によりそれぞれ油圧駆動される。
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、アクチュエータを動作させ、下部走行体１、上部旋回体３、ブーム４、アーム５、及びバケット６等の動作要素（被駆動要素）を駆動する。
また、ショベル１００は、キャビン１０のオペレータにより操作可能に構成されるのに代えて、或いは、加えて、所定の外部装置（例えば、後述の支援装置２００や管理装置３００）のオペレータによって遠隔操作が可能に構成されてもよい。この場合、ショベル１００は、例えば、後述の空間認識装置７０が出力する画像情報（撮像画像）を外部装置に送信する。また、後述するショベル１００の表示装置Ｄ１に表示される各種の情報画像（例えば、各種設定画面等）は、同様に、外部装置に設けられる表示装置にも表示されてよい。これにより、オペレータは、例えば、外部装置に設けられる表示装置に表示される内容を確認しながら、ショベル１００を遠隔操作することができる。そして、ショベル１００は、外部装置から受信される、遠隔操作の内容を表す遠隔操作信号に応じて、アクチュエータを動作させ、下部走行体１、上部旋回体３、ブーム４、アーム５、及びバケット６等の動作要素を駆動してよい。ショベル１００が遠隔操作される場合、キャビン１０の内部は、無人状態であってもよい。以下、オペレータの操作には、キャビン１０のオペレータの操作装置２６に対する操作、及び外部装置のオペレータの遠隔操作の少なくとも一方が含まれる前提で説明を進める。
また、ショベル１００は、オペレータの操作の内容に依らず、自動で油圧アクチュエータを動作させてもよい。これにより、ショベル１００は、下部走行体１、上部旋回体３、ブーム４、アーム５、及びバケット６等の動作要素の少なくとも一部を自動で動作させる機能（以下、「自動運転機能」或いは「マシンコントロール機能」）を実現する。
自動運転機能には、オペレータの操作装置２６に対する操作や遠隔操作に応じて、操作対象の動作要素（油圧アクチュエータ）以外の動作要素（油圧アクチュエータ）を自動で動作させる機能（いわゆる「半自動運機能」）が含まれてよい。また、自動運転機能には、オペレータの操作装置２６に対する操作や遠隔操作がない前提で、複数の被駆動要素（油圧アクチュエータ）の少なくとも一部を自動で動作させる機能（いわゆる「完全自動運転機能」）が含まれてよい。ショベル１００において、完全自動運転機能が有効な場合、キャビン１０の内部は無人状態であってよい。また、自動運転機能には、ショベル１００の周囲の作業者等の人のジェスチャをショベル１００が認識し、認識されるジェスチャの内容に応じて、複数の被駆動要素（油圧アクチュエータ）の少なくとも一部を自動で動作させる機能（「ジェスチャ操作機能」）が含まれてよい。また、半自動運転機能や完全自動運転機能やジェスチャ操作機能には、自動運転の対象の動作要素（油圧アクチュエータ）の動作内容が予め規定されるルールに従って自動的に決定される態様が含まれてよい。また、半自動運転機能や完全自動運転機能やジェスチャ操作機能には、ショベル１００が自律的に各種の判断を行い、その判断結果に沿って、自律的に自動運転の対象の動作要素（油圧アクチュエータ）の動作内容が決定される態様（いわゆる「自律運転機能」）が含まれてもよい。
［ショベルの構成］
次に、図１、図２に加えて、図３、図４（図４Ａ～図４Ｄ）を参照して、ショベル１００の構成について説明する。
図３は、本実施形態に係るショベル１００の油圧システムの構成の一例を説明する図である。図４Ａ～図４Ｄは、本実施形態に係るショベル１００の油圧システムにおけるアタッチメントＡＴ及び上部旋回体３に関する操作系の構成部分の一例を示す図である。具体的には、図４Ａ～図４Ｄは、それぞれ、アーム５、ブーム４、バケット６、及び上部旋回体３に関する操作系の構成部分の一例を示す図である。
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１３と、メインポンプ１４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２８と、操作圧センサ２９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等の油圧アクチュエータを含む。
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１４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１３は、メインポンプ１４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。レギュレータ１３は、後述するメインポンプ１４Ｌ，１４Ｒのそれぞれに対応するレギュレータ１３Ｌ，１３Ｒを含む。
メインポンプ１４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１４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、吐出流量（吐出圧）が制御される。メインポンプ１４は、メインポンプ１４Ｌ，１４Ｒを含む。
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、オペレータによる操作装置２６に対する操作や遠隔操作に応じて、油圧駆動系の制御を行う油圧制御装置である。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に対する操作や遠隔操作の状態に応じて、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１７１～１７６を含む。制御弁１７１は、走行油圧モータ２ＭＬに対応する。また、制御弁１７２は、走行油圧モータ２ＭＲに対応する。また、制御弁１７３は、旋回油圧モータ２Ａに対応し、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に対応し、制御弁１７５Ｌ，１７５Ｒを含む。制御弁１７６は、アームシリンダ８に対応し、制御弁１７６Ｌ，１７６Ｒを含む。
操作装置２６は、キャビン１０の操縦席付近に設けられ、オペレータが各種動作要素（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動作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。
図３、図４Ａ～図４Ｄに示すように、操作装置２６は、油圧パイロット式である。操作装置２６は、その二次側のパイロットラインを通じて、直接的に、或いは、その二次側のパイロットラインに設けられる後述のシャトル弁３２を介して、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。
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）、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を含み、走行レバー２６Ｄは、左クローラ１ＣＬを操作するための左走行レバー２６ＤＬと、右クローラ１ＣＲを操作するための右走行レバー２６ＤＲ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）を二次側のパイロットラインに出力する。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）を二次側のパイロットラインに出力する。
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）を二次側のパイロットラインに出力する。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）を二次側のパイロットラインに出力する。
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）を二次側のパイロットラインに出力する。左走行レバー２６ＤＬの前進方向及び後進方向の操作に対応する二次側のパイロットラインは、それぞれ、制御弁１７１の対応するパイロットポートに直接的に接続される。つまり、走行油圧モータ２ＭＬを駆動する制御弁１７１のスプール位置には、左走行レバー２６ＤＬの操作内容が反映される。
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）を二次側のパイロットラインに出力する。右走行レバー２６ＤＲの前進方向及び後進方向の操作に対応する二次側のパイロットラインは、それぞれ、制御弁１７２の対応するパイロットポートに直接的に接続される。つまり、走行油圧モータ２ＭＬを駆動する制御弁１７２のスプール位置には、左走行レバー２６ＤＬの操作内容が反映される。
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、パイロット圧を出力する油圧パイロット式ではなく、電気信号（以下、「操作信号」）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（操作信号）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もよい。また、例えば、パイロットポンプ１５と各制御弁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（以下、「操作用制御弁」）が配置されてもよい。操作用制御弁は、例えば、比例弁３１であってよく、シャトル弁３２は、省略される。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、その操作量（例えば、レバー操作量）に対応する電気信号によって、操作用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。以下、操作用制御弁は、比例弁３１である前提で説明を進める。
吐出圧センサ２８は、メインポンプ１４の吐出圧を検出する。吐出圧センサ２８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。吐出圧センサ２８は、メインポンプ１４Ｌ，１４Ｒのそれぞれの吐出圧を検出する吐出圧センサ２８Ｌ，２８Ｒを含む。
操作圧センサ２９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動作要素（即ち、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２９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。操作圧センサ２９は、操作圧センサ２９ＬＡ，２９ＬＢ，２９ＲＡ，２９ＲＢ，２９ＤＬ，２９ＤＲを含む。
操作圧センサ２９ＬＡは、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。
コントローラ３０（制御装置の一例）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、ソフトウェア、或いは、そ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、ＲＯＭ（Read Only Memory）と、ＲＡＭ（Random Access Memory）と、不揮発性の補助記憶装置と、各種入出力インターフェース等を含むマイクロ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、ＲＯＭや不揮発性の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。
ここで、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の部分は、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４０やパラレル油路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４０は、センタバイパス油路４０Ｌ，４０Ｒを含む。
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、それぞれ、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、それぞれ、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４２は、パラレル油路４２Ｌ，４２Ｒを含む。
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、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、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を通じて操作された場合、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。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。
また、図３、図４に示すように、ショベル１００の油圧システムにおいて、操作系に関する油圧システム部分は、パイロットポンプ１５と、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）と、比例弁３１と、シャトル弁３２と、減圧用比例弁３３とを含む。
比例弁３１は、パイロットポンプ１５とシャトル弁３２とを接続するパイロットラインに設けられ、その流路面積（作動油が通流可能な断面積）を変更できるように構成される。比例弁３１は、コントローラ３０から入力される制御指令に応じて動作する。これにより、コントローラ３０は、オペレータにより操作装置２６（具体的には、左操作レバー２６Ｌ、右操作レバー２６Ｒ）が操作されていない場合であっても、パイロットポンプ１５から吐出される作動油を、比例弁３１及びシャトル弁３２を介し、コントロールバルブ１７内の対応する制御弁（具体的には、制御弁１７３～１７６）のパイロットポートに供給できる。そのため、コントローラ３０は、比例弁３１を制御することにより、ショベル１００の自動運転機能や遠隔操作機能を実現することができる。比例弁３１は、比例弁３１ＡＬ，３１ＡＲ，３１ＢＬ，３１ＢＲ，３１ＣＬ，３１ＣＲ，３１ＤＬ，３１ＤＲを含む。
シャトル弁３２は、２つの入口ポートと１つの出口ポートを有し、２つの入口ポートに入力されたパイロット圧のうちの高い方のパイロット圧を有する作動油を出口ポートに出力させる。シャトル弁３２は、２つの入口ポートのうちの一方が操作装置２６に接続され、他方が比例弁３１に接続される。シャトル弁３２の出口ポートは、パイロットラインを通じて、コントロールバルブ１７内の対応する制御弁のパイロットポートに接続されている。そのため、シャトル弁３２は、操作装置２６が生成するパイロット圧と比例弁３１が生成するパイロット圧のうちの高い方を、対応する制御弁のパイロットポートに作用させることができる。つまり、コントローラ３０は、操作装置２６から出力される二次側のパイロット圧よりも高いパイロット圧を比例弁３１から出力させることにより、オペレータによる操作装置２６の操作に依らず、対応する制御弁を制御し、下部走行体１、上部旋回体３、アタッチメントＡＴの動作を制御することができる。シャトル弁３２は、シャトル弁３２ＡＬ，３２ＡＲ，３２ＢＬ，３２ＢＲ，３２ＣＬ，３２ＣＲ，３２ＤＬ，３２ＤＲを含む。
減圧用比例弁３３は、操作装置２６とシャトル弁３２とを接続するパイロットラインに設けられる。減圧用比例弁３３は、例えば、その流路面積を変更できるように構成される。減圧用比例弁３３は、コントローラ３０から入力される制御指令に応じて動作する。これにより、コントローラ３０は、オペレータにより操作装置２６（具体的には、レバー装置２６Ａ～２６Ｃ）が操作されている場合に、操作装置２６から出力されるパイロット圧を強制的に減圧させることができる。そのため、コントローラ３０は、操作装置２６が操作されている場合であっても、操作装置２６の操作に対応する油圧アクチュエータの動作を強制的に抑制させたり停止させたりすることができる。また、コントローラ３０は、例えば、操作装置２６が操作されている場合であっても、操作装置２６から出力されるパイロット圧を減圧させ、比例弁３１から出力されるパイロット圧よりも低くすることができる。そのため、コントローラ３０は、比例弁３１及び減圧用比例弁３３を制御することで、例えば、操作装置２６の操作内容とは無関係に、所望のパイロット圧をコントロールバルブ１７内の制御弁のパイロットポートに確実に作用させることができる。よって、コントローラ３０は、例えば、比例弁３１に加えて、減圧用比例弁３３を制御することで、ショベル１００の自動運転機能や遠隔操作機能をより適切に実現することができる。減圧用比例弁３３は、後述の如く、減圧用比例弁３３ＡＬ，３３ＡＲ，３３ＢＬ，３３ＢＲ，３３ＣＬ，３３ＣＲ，３３ＤＬ，３３ＤＲを含む。
また、減圧用比例弁３３は、切替弁に置換されてもよい。切替弁は、コントローラ３０による制御下で、操作装置２６とシャトル弁３２との間のパイロットラインの連通状態と、非連通状態とを切り替える。
図４Ａに示すように、左操作レバー２６Ｌは、オペレータが前後方向に傾倒する態様で、アーム５に対応するアームシリンダ８を操作するために用いられる。つまり、左操作レバー２６Ｌは、前後方向に傾倒される場合、アーム５の動作を操作対象とする。左操作レバー２６Ｌ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、前後方向への操作内容に応じたパイロット圧を二次側に出力する。
シャトル弁３２ＡＬは、二つの入口ポートが、それぞれ、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の二次側のパイロットラインと、比例弁３１ＡＬの二次側のパイロットラインとに接続され、出口ポートが制御弁１７６Ｌの右側のパイロットポート及び制御弁１７６Ｒの左側のパイロットポートに接続される。
シャトル弁３２ＡＲは、二つの入口ポートが、それぞれ、アーム５の開き方向の操作（以下、「アーム開き操作」）に対応する左操作レバー２６Ｌの二次側のパイロットラインと、比例弁３１ＡＲの二次側のパイロットラインとに接続され、出口ポートが制御弁１７６Ｌの左側のパイロットポート及び制御弁１７６Ｒの右側のパイロットポートに接続される。
つまり、左操作レバー２６Ｌは、シャトル弁３２ＡＬ，３２ＡＲを介して、前後方向への操作内容に応じたパイロット圧を制御弁１７６Ｌ、１７６Ｒのパイロットポートに作用させる。具体的には、左操作レバー２６Ｌは、アーム閉じ操作された場合に、操作量に応じたパイロット圧をシャトル弁３２ＡＬの一方の入口ポートに出力し、シャトル弁３２ＡＬを介して、制御弁１７６Ｌの右側のパイロットポートと制御弁１７６Ｒの左側のパイロットポートに作用させる。また、左操作レバー２６Ｌは、アーム開き操作された場合に、操作量に応じたパイロット圧をシャトル弁３２ＡＲの一方の入口ポートに出力し、シャトル弁３２ＡＲを介して、制御弁１７６Ｌの左側のパイロットポートと制御弁１７６Ｒの右側のパイロットポートに作用させる。
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シャトル弁３２ＡＬの他方のパイロットポートに出力する。これにより、比例弁３１ＡＬは、シャトル弁３２ＡＬを介して、制御弁１７６Ｌの右側のパイロットポート及び制御弁１７６Ｒ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。
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シャトル弁３２ＡＲの他方のパイロットポートに出力する。これにより、比例弁３１ＡＲは、シャトル弁３２ＡＲを介して、制御弁１７６Ｌの左側のパイロットポート及び制御弁１７６Ｒ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。
つまり、比例弁３１ＡＬ、３１ＡＲは、左操作レバー２６Ｌの操作状態に依らず、制御弁１７６Ｌ，１７６Ｒ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、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、減圧用比例弁３３ＡＬは、コントローラ３０からの制御電流が入力されない場合、左操作レバー２６Ｌのアーム閉じ操作に対応するパイロット圧をそのまま二次側に出力する。一方、減圧用比例弁３３ＡＬは、コントローラ３０からの制御電流が入力される場合、左操作レバー２６Ｌのアーム閉じ操作に対応する二次側のパイロットラインのパイロット圧を制御電流に応じた程度に減圧し、減圧したパイロット圧をシャトル弁３２ＡＬの一方の入口ポートに出力する。これにより、減圧用比例弁３３ＡＬは、左操作レバー２６Ｌでアーム閉じ操作が行われている場合であっても、必要に応じて、アーム閉じ操作に対応するアームシリンダ８の動作を強制的に抑制させたり停止させたりすることができる。また、減圧用比例弁３３ＡＬは、左操作レバー２６Ｌでアーム閉じ操作がされている場合であっても、シャトル弁３２ＡＬの一方の入口ポートに作用するパイロット圧を、比例弁３１ＡＬからシャトル弁３２ＡＬの他方の入口ポートに作用するパイロット圧よりも低くすることができる。そのため、コントローラ３０は、比例弁３１ＡＬ及び減圧用比例弁３３ＡＬを制御し、所望のパイロット圧を確実に制御弁１７６Ｌ，１７６Ｒのアーム閉じ側のパイロットポートに作用させることができる。
減圧用比例弁３３ＡＲ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、減圧用比例弁３３ＡＲは、コントローラ３０からの制御電流が入力されない場合、左操作レバー２６Ｌのアーム開き操作に対応するパイロット圧をそのまま二次側に出力する。一方、減圧用比例弁３３ＡＲは、コントローラ３０からの制御電流が入力される場合、左操作レバー２６Ｌのアーム開き操作に対応する二次側のパイロットラインのパイロット圧を制御電流に応じた程度に減圧し、減圧したパイロット圧をシャトル弁３２ＡＲの一方の入口ポートに出力する。これにより、減圧用比例弁３３ＡＲは、左操作レバー２６Ｌでアーム開き操作が行われている場合であっても、必要に応じて、アーム開き操作に対応するアームシリンダ８の動作を強制的に抑制させたり停止させたりすることができる。また、減圧用比例弁３３ＡＲは、左操作レバー２６Ｌでアーム開き操作がされている場合であっても、シャトル弁３２ＡＲの一方の入口ポートに作用するパイロット圧を、比例弁３１ＡＲからシャトル弁３２ＡＲの他方の入口ポートに作用するパイロット圧よりも低くすることができる。そのため、コントローラ３０は、比例弁３１ＡＲ及び減圧用比例弁３３ＡＲを制御し、所望のパイロット圧を確実に制御弁１７６Ｌ，１７６Ｒのアーム開き側のパイロットポートに作用させることができる。
このように、減圧用比例弁３３ＡＬ，３３ＡＲは、左操作レバー２６Ｌの前後方向への操作状態に対応するアームシリンダ８の動作を強制的に抑制させたり停止させたりすることができる。また、減圧用比例弁３３ＡＬ，３３ＡＲは、シャトル弁３２ＡＬ，３２ＡＲの一方の入口ポートに作用するパイロット圧を低下させ、比例弁３１ＡＬ，３１ＡＲのパイロット圧がシャトル弁３２ＡＬ，３２ＡＲを通じて確実に制御弁１７６Ｌ，１７６Ｒのパイロットポートに作用するように補助することができる。
尚、コントローラ３０は、減圧用比例弁３３ＡＬを制御する代わりに、比例弁３１ＡＲを制御することによって、左操作レバー２６Ｌのアーム閉じ操作に対応するアームシリンダ８の動作を強制的に抑制させたり停止させたりしてもよい。例えば、コントローラ３０は、左操作レバー２６Ｌでアーム閉じ操作が行われる場合に、比例弁３１ＡＲを制御し、比例弁３１ＡＲからシャトル弁３２ＡＲを介して制御弁１７６Ｌ，１７６Ｒのアーム開き側のパイロットポートに所定のパイロット圧を作用させてよい。これにより、左操作レバー２６Ｌからシャトル弁３２ＡＬを介して制御弁１７６Ｌ，１７６Ｒのアーム閉じ側のパイロットポートに作用するパイロット圧に対抗する形で、制御弁１７６Ｌ，１７６Ｒのアーム開き側のパイロットポートにパイロット圧が作用する。そのため、コントローラ３０は、制御弁１７６Ｌ，１７６Ｒを強制的に中立位置に近づけて、左操作レバー２６Ｌのアーム閉じ操作に対応するアームシリンダ８の動作を抑制させたり停止させたりすることができる。同様に、コントローラ３０は、減圧用比例弁３３ＡＲを制御する代わりに、比例弁３１ＡＬを制御することによって、左操作レバー２６Ｌのアーム開き操作に対応するアームシリンダ８の動作を強制的に抑制させたり停止させたりしてもよい。
また、減圧用比例弁３３ＡＬ，３３ＡＲは、それぞれ、切替弁に置換されてもよい。以下、減圧用比例弁３３ＢＬ，３３ＢＲ，３３ＣＬ，３３ＣＲ，３３ＤＬ，３３ＤＲについても同様であってよい。
減圧用比例弁３３ＡＬに対応する切替弁は、アーム閉じ操作に対応する左操作レバー２６Ｌの二次側ポートと、シャトル弁３２ＡＬとの間のパイロットラインに設けられ、コントローラ３０から入力される制御指令に応じて、当該パイロットラインの連通・非連通を切り替える。例えば、当該切替弁は、通常、当該パイロットラインを連通状態に維持する常開型であり、コントローラ３０からの制御指令に応じて、当該パイロットラインを非連通にし、左操作レバー２６Ｌから出力される、アーム閉じ操作に対応する作動油を作動油タンクに排出してよい。
減圧用比例弁３３ＡＲに対応する切替弁は、アーム開き操作に対応する左操作レバー２６Ｌの二次側ポートと、シャトル弁３２ＡＲとの間のパイロットラインに設けられ、コントローラ３０から入力される制御指令に応じて、当該パイロットラインの連通・非連通を切り替える。例えば、当該切替弁は、通常、当該パイロットラインを連通状態に維持する常開型であり、コントローラ３０からの制御指令に応じて、当該パイロットラインを非連通にし、左操作レバー２６Ｌから出力される、アーム開き操作に対応する作動油を作動油タンクに排出してよい。
つまり、切替弁は、シャトル弁３２ＡＬ，３２ＡＲに左操作レバー２６Ｌにおけるアーム５の操作に対応するパイロット圧が入力されないようにすることができる。
操作圧センサ２９ＬＡは、オペレータによる左操作レバー２６Ｌに対する前後方向への操作内容を圧力（操作圧）の形で検出し、検出された圧力に対応する検出信号は、コントローラ３０に取り込まれる。これにより、コントローラ３０は、左操作レバー２６Ｌに対する前後方向への操作内容を把握できる。検出対象の左操作レバー２６Ｌに対する前後方向への操作内容には、例えば、操作方向、操作量（操作角度）等が含まれうる。以下、左操作レバー２６Ｌに対する左右方向の操作内容、並びに、右操作レバー２６Ｒに対する前後方向及び左右方向の操作内容についても同様である。
コントローラ３０は、オペレータによる左操作レバー２６Ｌに対するアーム閉じ操作とは無関係に、パイロットポンプ１５から吐出される作動油を、比例弁３１ＡＬ及びシャトル弁３２ＡＬを介して、制御弁１７６Ｌの右側のパイロットポート及び制御弁１７６Ｒの左側のパイロットポートに供給できる。また、コントローラ３０は、オペレータによる左操作レバー２６Ｌに対するアーム開き操作とは無関係に、パイロットポンプ１５から吐出される作動油を、比例弁３１ＡＲ及びシャトル弁３２ＡＲを介して、制御弁１７６Ｌの左側のパイロットポート及び制御弁１７６Ｒ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、アーム５の開閉動作を自動制御し、ショベル１００の自動運転機能や遠隔操作機能等を実現することができる。
また、コントローラ３０は、上述の如く、減圧用比例弁３３ＡＬ，３３ＡＲや切替弁を制御し、アーム５の操作に対応する左操作レバー２６Ｌの二次側のパイロットラインからシャトル弁３２ＡＬ，３２ＡＲに入力されるパイロット圧を相対的に低くすることができる。これにより、コントローラ３０は、左操作レバー２６Ｌにおける前後方向の操作内容に対応させる形で、アーム５以外の動作要素（例えば、ブーム４やバケット６）を後述のマスタ要素として動作させ、アーム５をマスタ要素に合わせて動作する後述のスレーブ要素として動作させることができる。
また、例えば、図４Ｂに示すように、右操作レバー２６Ｒは、オペレータが前後方向に傾倒する態様で、ブーム４に対応するブームシリンダ７を操作するために用いられる。つまり、右操作レバー２６Ｒは、前後方向に傾倒される場合、ブーム４の動作を操作対象とする。右操作レバー２６Ｒ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、前後方向への操作内容に応じたパイロット圧を二次側に出力する。
シャトル弁３２ＢＬは、二つの入口ポートが、それぞれ、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の二次側のパイロットラインと、比例弁３１ＢＬの二次側のパイロットラインとに接続され、出口ポートが、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接続される。
シャトル弁３２ＢＲは、二つの入口ポートが、それぞれ、ブーム４の下げ方向の操作（以下、「ブーム下げ操作」）に対応する右操作レバー２６Ｒの二次側のパイロットラインと、比例弁３１ＢＲの二次側のパイロットラインとに接続され、出口ポートが、制御弁１７５Ｒの右側のパイロットポートに接続される。
つまり、右操作レバー２６Ｒは、シャトル弁３２ＢＬ，３２ＢＲを介して、前後方向への操作内容に応じたパイロット圧を制御弁１７５Ｌ，１７５Ｒのパイロットポートに作用させる。具体的には、右操作レバー２６Ｒは、ブーム上げ操作された場合に、操作量に応じたパイロット圧をシャトル弁３２ＢＬの一方の入口ポートに出力し、シャトル弁３２ＢＬ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作用させる。また、右操作レバー２６Ｒは、ブーム下げ操作された場合に、操作量に応じたパイロット圧をシャトル弁３２ＢＲの一方の入口ポートに出力し、シャトル弁３２ＢＲを介して、制御弁１７５Ｒの右側のパイロットポートに作用させる。
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シャトル弁３２ＢＬの他方の入口ポートに出力する。これにより、比例弁３１ＢＬは、シャトル弁３２ＢＬを介して、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。
比例弁３１ＢＲ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シャトル弁３２ＢＲの他方の入口ポートに出力する。これにより、比例弁３１ＢＲは、シャトル弁３２ＢＲを介して、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。
つまり、比例弁３１ＢＬ，３１ＢＲは、右操作レバー２６Ｒ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３３ＢＬ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、減圧用比例弁３３ＢＬは、コントローラ３０からの制御電流が入力されない場合、右操作レバー２６Ｒのブーム上げ操作に対応するパイロット圧をそのまま二次側に出力する。一方、減圧用比例弁３３ＢＬは、コントローラ３０からの制御電流が入力される場合、右操作レバー２６Ｒのブーム上げ操作に対応する二次側のパイロットラインのパイロット圧を制御電流に応じた程度に減圧し、減圧したパイロット圧をシャトル弁３２ＢＬの一方の入口ポートに出力する。これにより、減圧用比例弁３３ＢＬは、右操作レバー２６Ｒでブーム上げ操作が行われている場合であっても、必要に応じて、ブーム上げ操作に対応するブームシリンダ７の動作を強制的に抑制させたり停止させたりすることができる。また、減圧用比例弁３３ＢＬは、右操作レバー２６Ｒでブーム上げ操作がされている場合であっても、シャトル弁３２ＢＬの一方の入口ポートに作用するパイロット圧を、比例弁３１ＢＬからシャトル弁３２ＢＬの他方の入口ポートに作用するパイロット圧よりも低くすることができる。そのため、コントローラ３０は、比例弁３１ＢＬ及び減圧用比例弁３３ＢＬを制御し、所望のパイロット圧を確実に制御弁１７５Ｌ，１７５Ｒのブーム上げ側のパイロットポートに作用させることができる。
減圧用比例弁３３ＢＲ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、減圧用比例弁３３ＢＲは、コントローラ３０からの制御電流が入力されない場合、右操作レバー２６Ｒのブーム下げ操作に対応するパイロット圧をそのまま二次側に出力する。一方、減圧用比例弁３３ＢＲは、コントローラ３０からの制御電流が入力される場合、右操作レバー２６Ｒのブーム下げ操作に対応する二次側のパイロットラインのパイロット圧を制御電流に応じた程度に減圧し、減圧したパイロット圧をシャトル弁３２ＢＲの一方の入口ポートに出力する。これにより、減圧用比例弁３３ＢＲは、右操作レバー２６Ｒでブーム下げ操作が行われている場合であっても、必要に応じて、ブーム下げ操作に対応するブームシリンダ７の動作を強制的に抑制させたり停止させたりすることができる。また、減圧用比例弁３３ＢＲは、右操作レバー２６Ｒでブーム下げ操作がされている場合であっても、シャトル弁３２ＢＲの一方の入口ポートに作用するパイロット圧を、比例弁３１ＢＲからシャトル弁３２ＢＲの他方の入口ポートに作用するパイロット圧よりも低くすることができる。そのため、コントローラ３０は、比例弁３１ＢＲ及び減圧用比例弁３３ＢＲを制御し、所望のパイロット圧を確実に制御弁１７５Ｌ，１７５Ｒのブーム下げ側のパイロットポートに作用させることができる。
このように、減圧用比例弁３３ＢＬ，３３ＢＲは、右操作レバー２６Ｒの前後方向への操作状態に対応するブームシリンダ７の動作を強制的に抑制させたり停止させたりすることができる。また、減圧用比例弁３３ＢＬ，３３ＢＲは、シャトル弁３２ＢＬ，３２ＢＲの一方の入口ポートに作用するパイロット圧を低下させ、比例弁３１ＢＬ，３１ＢＲのパイロット圧がシャトル弁３２ＢＬ，３２ＢＲを通じて確実に制御弁１７５Ｌ，１７５Ｒのパイロットポートに作用するように補助することができる。
尚、コントローラ３０は、減圧用比例弁３３ＢＬを制御する代わりに、比例弁３１ＢＲを制御することによって、右操作レバー２６Ｒのブーム上げ操作に対応するブームシリンダ７の動作を強制的に抑制させたり停止させたりしてもよい。例えば、コントローラ３０は、右操作レバー２６Ｒでブーム上げ操作が行われる場合に、比例弁３１ＢＲを制御し、比例弁３１ＢＲからシャトル弁３２ＢＲを介して制御弁１７５Ｌ，１７５Ｒのブーム下げ側のパイロットポートに所定のパイロット圧を作用させてよい。これにより、右操作レバー２６Ｒからシャトル弁３２ＢＬを介して制御弁１７５Ｌ，１７５Ｒのブーム上げ側のパイロットポートに作用するパイロット圧に対抗する形で、制御弁１７５Ｌ，１７５Ｒのブーム下げ側のパイロットポートにパイロット圧が作用する。そのため、コントローラ３０は、制御弁１７５Ｌ，１７５Ｒを強制的に中立位置に近づけて、右操作レバー２６Ｒのブーム上げ操作に対応するブームシリンダ７の動作を抑制させたり停止させたりすることができる。同様に、コントローラ３０は、減圧用比例弁３３ＢＲを制御する代わりに、比例弁３１ＢＬを制御することによって、右操作レバー２６Ｒのブーム下げ操作に対応するブームシリンダ７の動作を強制的に抑制させたり停止させたりしてもよい。
操作圧センサ２９ＲＡは、オペレータによる右操作レバー２６Ｒに対する前後方向への操作内容を圧力（操作圧）の形で検出し、検出された圧力に対応する検出信号は、コントローラ３０に取り込まれる。これにより、コントローラ３０は、右操作レバー２６Ｒに対する前後方向への操作内容を把握できる。
コントローラ３０は、オペレータによる右操作レバー２６Ｒに対するブーム上げ操作とは無関係に、パイロットポンプ１５から吐出される作動油を、比例弁３１ＢＬ及びシャトル弁３２ＢＬを介して、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、オペレータによる右操作レバー２６Ｒに対するブーム下げ操作とは無関係に、パイロットポンプ１５から吐出される作動油を、比例弁３１ＢＲ及びシャトル弁３２ＢＲを介して、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し、ショベル１００の自動運転機能や遠隔操作機能等を実現することができる。
図４Ｃに示すように、右操作レバー２６Ｒは、オペレータが左右方向に傾倒する態様で、バケット６に対応するバケットシリンダ９を操作するために用いられる。つまり、右操作レバー２６Ｒは、左右方向に傾倒される場合、バケット６の動作を操作対象とする。右操作レバー２６Ｒ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、左右方向への操作内容に応じたパイロット圧を二次側に出力する。
シャトル弁３２ＣＬは、二つの入口ポートが、それぞれ、バケット６の閉じ方向の操作（以下、「バケット閉じ操作」）に対応する右操作レバー２６Ｒの二次側のパイロットラインと、比例弁３１ＣＬの二次側のパイロットラインとに接続され、出口ポートが、制御弁１７４の左側のパイロットポートに接続される。
シャトル弁３２ＣＲは、二つの入口ポートが、それぞれ、バケット６の開き方向の操作（以下、「バケット開き操作」）に対応する右操作レバー２６Ｒの二次側のパイロットラインと、比例弁３１ＣＲの二次側のパイロットラインとに接続され、出口ポートが、制御弁１７４の右側のパイロットポートに接続される。
つまり、右操作レバー２６Ｒは、シャトル弁３２ＣＬ，３２ＣＲを介して、左右方向への操作内容に応じたパイロット圧を制御弁１７４のパイロットポートに作用させる。具体的には、右操作レバー２６Ｒは、バケット閉じ操作された場合に、操作量に応じたパイロット圧をシャトル弁３２ＣＬの一方の入口ポートに出力し、シャトル弁３２ＣＬを介して、制御弁１７４の左側のパイロットポートに作用させる。また、右操作レバー２６Ｒは、バケット開き操作された場合に、操作量に応じたパイロット圧をシャトル弁３２ＣＲの一方の入口ポートに出力し、シャトル弁３２ＣＲを介して、制御弁１７４の右側のパイロットポートに作用させる。
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シャトル弁３２ＣＬの他方のパイロットポートに出力する。これにより、比例弁３１ＣＬは、シャトル弁３２ＣＬを介して、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。
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シャトル弁３２ＣＲの他方のパイロットポートに出力する。これにより、比例弁３１ＣＲは、シャトル弁３２ＣＲを介して、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。
つまり、比例弁３１ＣＬ，３１ＣＲは、右操作レバー２６Ｒ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３３ＣＬ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、減圧用比例弁３３ＣＬは、コントローラ３０からの制御電流が入力されない場合、右操作レバー２６Ｒのバケット閉じ操作に対応するパイロット圧をそのまま二次側に出力する。一方、減圧用比例弁３３ＣＬは、コントローラ３０からの制御電流が入力される場合、右操作レバー２６Ｒのバケット閉じ操作に対応する二次側のパイロットラインのパイロット圧を制御電流に応じた程度に減圧し、減圧したパイロット圧をシャトル弁３２ＣＬの一方の入口ポートに出力する。これにより、減圧用比例弁３３ＣＬは、右操作レバー２６Ｒでバケット閉じ操作が行われている場合であっても、必要に応じて、バケット閉じ操作に対応するバケットシリンダ９の動作を強制的に抑制させたり停止させたりすることができる。また、減圧用比例弁３３ＣＬは、右操作レバー２６Ｒでバケット閉じ操作がされている場合であっても、シャトル弁３２ＣＬの一方の入口ポートに作用するパイロット圧を、比例弁３１ＣＬからシャトル弁３２ＣＬの他方の入口ポートに作用するパイロット圧よりも低くすることができる。そのため、コントローラ３０は、比例弁３１ＣＬ及び減圧用比例弁３３ＣＬを制御し、所望のパイロット圧を確実に制御弁１７４のバケット閉じ側のパイロットポートに作用させることができる。
減圧用比例弁３３ＣＲ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、減圧用比例弁３３ＣＲは、コントローラ３０からの制御電流が入力されない場合、右操作レバー２６Ｒのバケット開き操作に対応するパイロット圧をそのまま二次側に出力する。一方、減圧用比例弁３３ＣＲは、コントローラ３０からの制御電流が入力される場合、右操作レバー２６Ｒのバケット開き操作に対応する二次側のパイロットラインのパイロット圧を制御電流に応じた程度に減圧し、減圧したパイロット圧をシャトル弁３２ＣＲの一方の入口ポートに出力する。これにより、減圧用比例弁３３ＣＲは、右操作レバー２６Ｒでバケット開き操作が行われている場合であっても、必要に応じて、バケット開き操作に対応するバケットシリンダ９の動作を強制的に抑制させたり停止させたりすることができる。また、減圧用比例弁３３ＣＲは、右操作レバー２６Ｒでバケット開き操作がされている場合であっても、シャトル弁３２ＣＲの一方の入口ポートに作用するパイロット圧を、比例弁３１ＣＲからシャトル弁３２ＣＲの他方の入口ポートに作用するパイロット圧よりも低くすることができる。そのため、コントローラ３０は、比例弁３１ＣＲ及び減圧用比例弁３３ＣＲを制御し、所望のパイロット圧を確実に制御弁１７４のバケット開き側のパイロットポートに作用させることができる。
このように、減圧用比例弁３３ＣＬ，３３ＣＲは、右操作レバー２６Ｒの左右方向への操作状態に対応するバケットシリンダ９の動作を強制的に抑制させたり停止させたりすることができる。また、減圧用比例弁３３ＣＬ，３３ＣＲは、シャトル弁３２ＣＬ，３２ＣＲの一方の入口ポートに作用するパイロット圧を低下させ、比例弁３１ＣＬ，３１ＣＲのパイロット圧がシャトル弁３２ＣＬ，３２ＣＲを通じて確実に制御弁１７４のパイロットポートに作用するように補助することができる。
尚、コントローラ３０は、減圧用比例弁３３ＣＬを制御する代わりに、比例弁３１ＣＲを制御することによって、右操作レバー２６Ｒのバケット閉じ操作に対応するバケットシリンダ９の動作を強制的に抑制させたり停止させたりしてもよい。例えば、コントローラ３０は、右操作レバー２６Ｒでバケット閉じ操作が行われる場合に、比例弁３１ＣＲを制御し、比例弁３１ＣＲからシャトル弁３２ＣＲを介して制御弁１７４のバケット開き側のパイロットポートに所定のパイロット圧を作用させてよい。これにより、右操作レバー２６Ｒからシャトル弁３２ＣＬを介して制御弁１７４のバケット閉じ側のパイロットポートに作用するパイロット圧に対抗する形で、制御弁１７４のバケット開き側のパイロットポートにパイロット圧が作用する。そのため、コントローラ３０は、制御弁１７４を強制的に中立位置に近づけて、右操作レバー２６Ｒのバケット閉じ操作に対応するバケットシリンダ９の動作を抑制させたり停止させたりすることができる。同様に、コントローラ３０は、減圧用比例弁３３ＣＲを制御する代わりに、比例弁３１ＣＬを制御することによって、右操作レバー２６Ｒのバケット開き操作に対応するバケットシリンダ９の動作を強制的に抑制させたり停止させたりしてもよい。
操作圧センサ２９ＲＢは、オペレータによる右操作レバー２６Ｒに対する左右方向への操作内容を圧力（操作圧）の形で検出し、検出された圧力に対応する検出信号は、コントローラ３０に取り込まれる。これにより、コントローラ３０は、右操作レバー２６Ｒの左右方向への操作内容を把握できる。
コントローラ３０は、オペレータによる右操作レバー２６Ｒに対するバケット閉じ操作とは無関係に、パイロットポンプ１５から吐出される作動油を、比例弁３１ＣＬ及びシャトル弁３２ＣＬを介して、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、オペレータによる右操作レバー２６Ｒに対するバケット開き操作とは無関係に、パイロットポンプ１５から吐出される作動油を、比例弁３１ＣＲ及びシャトル弁３２ＣＲを介して、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し、ショベル１００の自動運転機能や遠隔操作機能等を実現することができる。
また、例えば、図４Ｄに示すように、左操作レバー２６Ｌは、オペレータが左右方向に傾倒する態様で、上部旋回体３（旋回機構２）に対応する旋回油圧モータ２Ａを操作するために用いられる。つまり、左操作レバー２６Ｌは、左右方向に傾倒される場合、上部旋回体３の旋回動作を操作対象とする。左操作レバー２６Ｌ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、左右方向への操作内容に応じたパイロット圧を二次側に出力する。
シャトル弁３２ＤＬは、二つの入口ポートが、それぞれ、上部旋回体３の左方向の旋回操作（以下、「左旋回操作」）に対応する左操作レバー２６Ｌの二次側のパイロットラインと、比例弁３１ＤＬの二次側のパイロットラインとに接続され、出口ポートが、制御弁１７３の左側のパイロットポートに接続される。
シャトル弁３２ＤＲは、二つの入口ポートが、それぞれ、上部旋回体３の右方向の旋回操作（以下、「右旋回操作」）に対応する左操作レバー２６Ｌの二次側のパイロットラインと、比例弁３１ＤＲの二次側のパイロットラインとに接続され、出口ポートが、制御弁１７３の右側のパイロットポートに接続される。
つまり、左操作レバー２６Ｌは、シャトル弁３２ＤＬ，３２ＤＲを介して、左右方向への操作内容に応じたパイロット圧を制御弁１７３のパイロットポートに作用させる。具体的には、左操作レバー２６Ｌは、左旋回操作された場合に、操作量に応じたパイロット圧をシャトル弁３２ＤＬの一方の入口ポートに出力し、シャトル弁３２ＤＬを介して、制御弁１７３の左側のパイロットポートに作用させる。また、左操作レバー２６Ｌは、右旋回操作された場合に、操作量に応じたパイロット圧をシャトル弁３２ＤＲの一方の入口ポートに出力し、シャトル弁３２ＤＲを介して、制御弁１７３の右側のパイロットポートに作用させる。
比例弁３１ＤＬ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３１ＤＬ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シャトル弁３２ＤＬの他方のパイロットポートに出力する。これにより、比例弁３１ＤＬは、シャトル弁３２ＤＬを介して、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。
比例弁３１ＤＲ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３１ＤＲ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シャトル弁３２ＤＲの他方のパイロットポートに出力する。これにより、比例弁３１ＤＲは、シャトル弁３２ＤＲを介して、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。
つまり、比例弁３１ＤＬ，３１ＤＲは、左操作レバー２６Ｌ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３３ＤＬ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、減圧用比例弁３３ＤＬは、コントローラ３０からの制御電流が入力されない場合、左操作レバー２６Ｌの左旋回操作に対応するパイロット圧をそのまま二次側に出力する。一方、減圧用比例弁３３ＤＬは、コントローラ３０からの制御電流が入力される場合、左操作レバー２６Ｌの左旋回操作に対応する二次側のパイロットラインのパイロット圧を制御電流に応じた程度に減圧し、減圧したパイロット圧をシャトル弁３２ＤＬの一方の入口ポートに出力する。これにより、減圧用比例弁３３ＤＬは、左操作レバー２６Ｌで左旋回操作が行われている場合であっても、必要に応じて、左旋回操作に対応する旋回油圧モータ２Ａの動作を強制的に抑制させたり停止させたりすることができる。また、減圧用比例弁３３ＤＬは、左操作レバー２６Ｌで左旋回操作がされている場合であっても、シャトル弁３２ＤＬの一方の入口ポートに作用するパイロット圧を、比例弁３１ＤＬからシャトル弁３２ＤＬの他方の入口ポートに作用するパイロット圧よりも低くすることができる。そのため、コントローラ３０は、比例弁３１ＤＬ及び減圧用比例弁３３ＤＬを制御し、所望のパイロット圧を確実に制御弁１７３の左旋回側のパイロットポートに作用させることができる。
減圧用比例弁３３ＤＲ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、減圧用比例弁３３ＤＲは、コントローラ３０からの制御電流が入力されない場合、左操作レバー２６Ｌの右旋回操作に対応するパイロット圧をそのまま二次側に出力する。一方、減圧用比例弁３３ＤＲは、コントローラ３０からの制御電流が入力される場合、左操作レバー２６Ｌの右旋回操作に対応する二次側のパイロットラインのパイロット圧を制御電流に応じた程度に減圧し、減圧したパイロット圧をシャトル弁３２ＤＲの一方の入口ポートに出力する。これにより、減圧用比例弁３３ＤＲは、左操作レバー２６Ｌで右旋回操作が行われている場合であっても、必要に応じて、右旋回操作に対応する旋回油圧モータ２Ａの動作を強制的に抑制させたり停止させたりすることができる。また、減圧用比例弁３３ＤＲは、左操作レバー２６Ｌで右旋回操作がされている場合であっても、シャトル弁３２ＤＲの一方の入口ポートに作用するパイロット圧を、比例弁３１ＤＲからシャトル弁３２ＤＲの他方の入口ポートに作用するパイロット圧よりも低くすることができる。そのため、コントローラ３０は、比例弁３１ＤＲ及び減圧用比例弁３３ＤＲを制御し、所望のパイロット圧を確実に制御弁１７３の右旋回側のパイロットポートに作用させることができる。
このように、減圧用比例弁３３ＤＬ，３３ＤＲは、左操作レバー２６Ｌの左右方向への操作状態に対応する旋回油圧モータ２Ａの動作を強制的に抑制させたり停止させたりすることができる。また、減圧用比例弁３３ＤＬ，３３ＤＲは、シャトル弁３２ＤＬ，３２ＤＲの一方の入口ポートに作用するパイロット圧を低下させ、比例弁３１ＤＬ，３１ＤＲのパイロット圧がシャトル弁３２ＤＬ，３２ＤＲを通じて確実に制御弁１７３のパイロットポートに作用するように補助することができる。
尚、コントローラ３０は、減圧用比例弁３３ＤＬを制御する代わりに、比例弁３１ＤＲを制御することによって、左操作レバー２６Ｌの左旋回操作に対応する旋回油圧モータ２Ａの動作を強制的に抑制させたり停止させたりしてもよい。例えば、コントローラ３０は、左操作レバー２６Ｌで左旋回操作が行われる場合に、比例弁３１ＤＲを制御し、比例弁３１ＤＲからシャトル弁３２ＤＲを介して制御弁１７３の右旋回側のパイロットポートに所定のパイロット圧を作用させてよい。これにより、左操作レバー２６Ｌからシャトル弁３２ＤＬを介して制御弁１７３の左旋回側のパイロットポートに作用するパイロット圧に対抗する形で、制御弁１７３の右旋回側のパイロットポートにパイロット圧が作用する。そのため、コントローラ３０は、制御弁１７３を強制的に中立位置に近づけて、左操作レバー２６Ｌの左旋回操作に対応する旋回油圧モータ２Ａの動作を抑制させたり停止させたりすることができる。同様に、コントローラ３０は、減圧用比例弁３３ＤＲを制御する代わりに、比例弁３１ＤＬを制御することによって、左操作レバー２６Ｌの右旋回操作に対応する旋回油圧モータ２Ａの動作を強制的に抑制させたり停止させたりしてもよい。
操作圧センサ２９ＬＢは、オペレータによる左操作レバー２６Ｌに対する操作状態を圧力として検出し、検出された圧力に対応する検出信号は、コントローラ３０に取り込まれる。これにより、コントローラ３０は、左操作レバー２６Ｌに対する左右方向への操作内容を把握できる。
コントローラ３０は、オペレータによる左操作レバー２６Ｌに対する左旋回操作とは無関係に、パイロットポンプ１５から吐出される作動油を、比例弁３１ＤＬ及びシャトル弁３２ＤＬを介して、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、オペレータによる左操作レバー２６Ｌに対する右旋回操作とは無関係に、パイロットポンプ１５から吐出される作動油を、比例弁３１ＤＲ及びシャトル弁３２ＤＲを介して、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し、ショベル１００の自動運転機能や遠隔操作機能等を実現することができる。
尚、下部走行体１についても、ブーム４、アーム５、バケット６、及び上部旋回体３と同様に、コントローラ３０による自動制御が可能な構成が採用されてもよい。この場合、例えば、左走行レバー２６ＤＬ及び右走行レバー２６ＤＲのそれぞれと、制御弁１７１，１７２との間の二次側のパイロットラインには、シャトル弁３２が設置されると共に、当該シャトル弁３２に接続され、コントローラ３０による制御が可能な比例弁３１が設置されるとよい。これにより、コントローラ３０は、当該比例弁３１に制御電流を出力することで、下部走行体１の走行動作を自動制御し、ショベル１００の自動運転機能や遠隔操作機能等を実現することができる。
続いて、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、音声出力装置Ｄ２と、ブーム角度センサＳ１と、アーム角度センサＳ２と、バケット角度センサＳ３と、機体傾斜センサＳ４と、旋回状態センサＳ５とを含む。
コントローラ３０は、上述の如く、ショベル１００に関する制御を行う。
例えば、コントローラ３０は、オペレータ等の入力装置７２に対する所定操作により予め設定される作業モード等に基づき、目標回転数を設定し、エンジン１１を一定回転させる駆動制御を行う。
また、例えば、コントローラ３０は、必要に応じてレギュレータ１３に対して制御指令を出力し、メインポンプ１４の吐出量を変化させる。
また、例えば、コントローラ３０は、操作装置２６が電気式である場合、上述の如く、比例弁３１を制御し、操作装置２６の操作内容に応じた油圧アクチュエータの動作を実現してよい。
また、例えば、コントローラ３０は、比例弁３１を用いて、ショベル１００の遠隔操作を実現してよい。具体的には、コントローラ３０は、外部装置から受信される遠隔操作信号で指定される遠隔操作の内容に対応する制御指令を比例弁３１に出力してよい。そして、比例弁３１は、パイロットポンプ１５から供給される作動油を用いて、コントローラ３０からの制御指令に対応するパイロット圧を出力し、コントロールバルブ１７内の対応する制御弁のパイロットポートにそのパイロット圧を作用させてよい。これにより、遠隔操作の内容がコントロールバルブ１７の動作に反映され、油圧アクチュエータによって、遠隔操作の内容に沿った各種動作要素（被駆動要素）の動作が実現される。
また、例えば、コントローラ３０は、周辺監視機能に関する制御を行う。周辺監視機能では、空間認識装置７０で取得される情報に基づき、ショベル１００の周囲の所定範囲（以下、「監視範囲」）内への監視対象の物体の進入が監視される。監視範囲内への監視対象の物体の進入の判断処理は、空間認識装置７０によって行われてもよいし、空間認識装置７０の外部（例えば、コントローラ３０）によって行われてもよい。監視対象の物体には、例えば、人、トラック、他の建設機械、電柱、吊り荷、パイロン、建屋等が含まれてよい。
また、例えば、コントローラ３０は、物体検出報知機能に関する制御を行う。物体検出報知機能では、周辺監視機能によって、監視範囲内に監視対象の物体が存在すると判断される場合に、キャビン１０内のオペレータやショベル１００の周囲に対する監視対象の物体の存在が報知される。コントローラ３０は、例えば、表示装置Ｄ１や音声出力装置Ｄ２を用いて、物体検出報知機能を実現してよい。
また、例えば、コントローラ３０は、動作制限機能に関する制御を行う。動作制限機能では、例えば、周辺監視機能によって、監視対象内に監視対象の物体が存在すると判断される場合に、ショベル１００の動作を制限する。以下、監視対象の物体が人である場合を中心に説明する。
コントローラ３０は、例えば、アクチュエータが動作する前において、空間認識装置７０の取得情報に基づきショベル１００から所定範囲内（監視範囲内）に人等の監視対象の物体が存在すると判断される場合、オペレータが操作装置２６を操作しても、アクチュエータを動作不能、或いは、微速状態での動作に制限してよい。具体的には、コントローラ３０は、監視範囲内に人が存在すると判断される場合、ゲートロック弁をロック状態にすることでアクチュエータを動作不能にすることができる。電気式の操作装置２６の場合には、コントローラ３０から操作用比例弁（比例弁３１）への信号を無効にすることで、アクチュエータを動作不能にすることができる。他の方式の操作装置２６でも、コントローラ３０からの制御指令に対応するパイロット圧を出力し、コントロールバルブ１７内の対応する制御弁のパイロットポートにそのパイロット圧を作用させる操作用比例弁（比例弁３１）が用いられる場合には、同様である。アクチュエータの動作を微速にしたい場合には、コントローラ３０から操作用比例弁（比例弁３１）への制御信号を相対的に小さいパイロット圧に対応する内容に制限することで、アクチュエータの動作を微速状態にすることができる。このように、検出される監視対象の物体が監視範囲内に存在すると判断されると、操作装置２６が操作されてもアクチュエータは駆動されない、或いは、操作装置２６への操作入力に対応する動作速度よりも小さい動作速度（微速）で駆動される。更に、オペレータが操作装置２６を操作している最中において、監視範囲内に人等の監視対象の物体が存在すると判断される場合には、オペレータの操作に関わらずアクチュエータの動作を停止、或いは、減速させてもよい。具体的には、監視範囲内に人が存在すると判断される場合、ゲートロック弁をロック状態にすることでアクチュエータを停止させてよい。コントローラ３０からの制御指令に対応するパイロット圧を出力し、コントロールバルブ内の対応する制御弁のパイロットポートにそのパイロット圧を作用させる操作用比例弁（比例弁３１）が用いられる場合には、コントローラ３０から操作用比例弁（比例弁３１）への信号を無効にする、或いは、操作用比例弁（比例弁３１）に減速指令を出力することで、アクチュエータを動作不能、或いは、微速状態の動作に制限することができる。また、検出された監視対象の物体がトラックの場合、アクチュエータの停止或いは減速に関する制御は実施されなくてもよい。例えば、検出されたトラックを回避するようにアクチュエータは制御されてよい。このように、検出された物体の種類が認識され、その認識に基づきアクチュエータは制御されてよい。
空間認識装置７０は、ショベル１００の周囲の三次元空間に存在する物体を認識し、空間認識装置７０或いはショベル１００から認識された物体までの距離等の位置関係を測定（演算）するように構成される。空間認識装置７０は、例えば、超音波センサ、ミリ波レーダ、単眼カメラ、ステレオカメラ、ＬＩＤＡＲ（Light Detecting and Ranging）、距離画像センサ、赤外線センサ等を含みうる。本実施形態では、空間認識装置７０は、キャビン１０の上面前端に取り付けられた前方認識センサ７０Ｆ、上部旋回体３の上面後端に取り付けられた後方認識センサ７０Ｂ、上部旋回体３の上面左端に取り付けられた左方認識センサ７０Ｌ、及び、上部旋回体３の上面右端に取り付けられた右方認識センサ７０Ｒを含む。また、上部旋回体３の上方の空間に存在する物体を認識する上方認識センサがショベル１００に取り付けられていてもよい。
向き検出装置７１は、上部旋回体３の向きと下部走行体１の向きとの相対的な関係に関する情報（例えば、下部走行体１に対する上部旋回体３の旋回角度）を検出する。
向き検出装置７１は、例えば、下部走行体１に取り付けられた地磁気センサと上部旋回体３に取り付けられた地磁気センサの組み合わせを含んでよい。また、向き検出装置７１は、下部走行体１に取り付けられたＧＮＳＳ受信機と上部旋回体３に取り付けられたＧＮＳＳ受信機の組み合わせを含んでもよい。また、向き検出装置７１は、上部旋回体３の下部走行体１に対する相対的な旋回角度を検出可能なロータリエンコーダ、ロータリポジションセンサ等、つまり、上述の旋回状態センサＳ５を含んでもよく、例えば、下部走行体１と上部旋回体３との間の相対回転を実現する旋回機構２に関連して設けられるセンタージョイントに取り付けられていてもよい。また、向き検出装置７１は、上部旋回体３に取り付けられたカメラを含んでもよい。この場合、向き検出装置７１は、上部旋回体３に取り付けられているカメラが撮像した画像（入力画像）に既知の画像処理を施すことにより、入力画像に含まれる下部走行体１の画像を検出する。そして、向き検出装置７１は、既知の画像認識技術を用いて、下部走行体１の画像を検出することで、下部走行体１の長手方向を特定し、上部旋回体３の前後軸の方向と下部走行体１の長手方向との間に形成される角度を導出してよい。このとき、上部旋回体３の前後軸の方向は、カメラの取り付け位置から導出されうる。特に、クローラ１Ｃは上部旋回体３から突出しているため、向き検出装置７１は、クローラ１Ｃの画像を検出することにより、下部走行体１の長手方向を特定することができる。
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。
音声出力装置Ｄ２は、例えば、キャビン１０内に設けられ、コントローラ３０と接続され、コントローラ３０による制御下で、音声を出力する。音声出力装置Ｄ２は、例えば、スピーカやブザー等である。音声出力装置Ｄ２は、コントローラ３０からの音声出力指令に応じて各種情報を音声出力する。
ブーム角度センサＳ１は、ブーム４に取り付けられ、ブーム４の上部旋回体３に対する俯仰角度（以下、「ブーム角度」）、例えば、側面視において、上部旋回体３の旋回平面に対してブーム４の両端の支点を結ぶ直線が成す角度を検出する。ブーム角度センサＳ１は、例えば、ロータリエンコーダ、加速度センサ、ジャイロセンサ（角速度センサ）、６軸センサ、ＩＭＵ（Inertial Measurement Unit：慣性計測装置）等を含んでよく、以下、アーム角度センサＳ２、バケット角度センサＳ３、機体傾斜センサＳ４についても同様である。ブーム角度センサＳ１によるブーム角度に対応する検出信号は、コントローラ３０に取り込まれる。
アーム角度センサＳ２は、アーム５に取り付けられ、アーム５のブーム４に対する回動角度（以下、「アーム角度」）、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。
［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５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５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や音声出力装置Ｄ２等を通じて、オペレータに伝える。具体的には、コントローラ３０は、ブーム角度センサＳ１、アーム角度センサＳ２、バケット角度センサＳ３、機体傾斜センサＳ４、旋回状態センサＳ５、空間認識装置７０、測位装置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声出力装置Ｄ２から出力される音声により、算出した距離をオペレータに通知してよい。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、内部メモリやコントローラ３０に接続される外部記憶装置等に記憶されている。目標施工面に関するデータは、例えば、基準座標系で表現されている。基準座標系は、例えば、世界測地系である。世界測地系は、地球の重心に原点をおき、Ｘ軸をグリニッジ子午線と赤道との交点の方向に、Ｙ軸を東経９０度の方向に、そして、Ｚ軸を北極の方向にとる三次元直交ＸＹＺ座標系である。例えば、オペレータは、施工現場の任意の点を基準点と定め、入力装置７２を通じて、基準点との相対的な位置関係により目標施工面を設定してよい。バケット６の作業部位は、例えば、バケット６の爪先、バケット６の背面等である。また、エンドアタッチメントとして、バケット６の代わりに、例えば、ブレーカが採用される場合、ブレーカの先端部が作業部位に相当する。これにより、コントローラ３０は、表示装置Ｄ１、音声出力装置Ｄ２等を通じて、作業情報をオペレータに通知し、オペレータによる操作装置２６を通じたショベル１００の操作をガイドすることができる。
また、コントローラ３０は、例えば、オペレータによるショベル１００の手動操作を支援したり、ショベル１００を自動的或いは自律的に動作させたりするマシンコントロール機能に関するショベル１００の制御を実行する。具体的には、コントローラ３０は、アタッチメントの作業部位等に設定される、制御基準となる位置（以下、単に「制御基準」）が辿る軌道である目標軌道を取得するように構成されている。制御基準には、掘削作業や転圧作業等のように、エンドアタッチメントが当接しうる作業対象（例えば、地面や後述するダンプトラックの荷台の土砂）がある場合、エンドアタッチメントの作業部位（例えば、バケット６の爪先や背面等）が設定されてよい。また、制御基準には、後述のブーム上げ旋回動作、排土動作、ブーム下げ旋回動作等のように、エンドアタッチメントが当接しうる作業対象がない動作の場合、当該動作におけるエンドアタッチメントの位置を規定しうる任意の部位（例えば、バケット６の下端部や爪先等）が設定されてよい。例えば、コントローラ３０は、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、オペレータが手動で地面の掘削操作や均し操作等を行っている場合に、目標施工面とバケット６の先端位置、具体的には、バケット６の爪先や背面等の作業部位とが一致するように、ブーム４、アーム５、及び、バケット６の少なくとも一つを自動的に動作させる。具体的には、オペレータがスイッチＮＳを操作（押し）ながら、左操作レバー２６Ｌにおける前後方向の操作を行うと、コントローラ３０は、当該操作に応じて、目標施工面とバケット６の先端位置とが一致するように、ブーム４、アーム５、及び、バケット６の少なくとも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、左操作レバー２６Ｌを前後方向に操作するだけで、目標施工面に沿った掘削作業や均し作業等をショベル１００に実行させることができる。
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、オペレータによる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、後述の如く、"マシンコントロール機能が有効な状態、つまり、スイッチＮＳが押されている状態で、左操作レバー２６Ｌの操作方向が前後方向から左右方向に切り替わったこと"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、"入力装置７２に含まれうる、左操作レバー２６Ｌの先端部に設けられる所定のスイッチ（以下、「ブーム上げ旋回開始スイッチ」）が押された状態で、左操作レバー２６Ｌが左方向或いは左方向に操作されること"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、掘削動作等のショベル１００の一つの動作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、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、オペレータが左操作レバー２６Ｌを左方向或いは右方向に操作すると、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、左操作レバー２６Ｌを左右方向に操作するだけで、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、後述の如く、"マシンコントロール機能が有効な状態、つまり、スイッチＮＳが押されている状態で、左操作レバー２６Ｌが左右方向に操作されている状態から右操作レバー２６Ｒが左右方向（具体的には、バケット６の開き操作に対応する左方向）に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、"入力装置７２に含まれうる、右操作レバー２６Ｒの先端部に設けられる所定のスイッチ（以下、「排土開始スイッチ」）が押された状態で、右操作レバー２６Ｒが左方向（バケット６の閉じ操作）或いは右方向（バケット６の開き操作）に操作されること"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、オペレータが右操作レバー２６Ｒを右方向に操作すると、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、右操作レバー２６Ｒを左右方向（具体的には、右方向）に操作するだけで、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、掘削作業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、後述の如く、"右操作レバー２６Ｒが左右方向（具体的には、右方向）に操作されている状態から左操作レバー２６Ｌが左右方向に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、"入力装置７２に含まれうる、左操作レバー２６Ｌの先端部に設けられる所定のスイッチ（以下、「ブーム下げ旋回開始スイッチ」）が押された状態で、左操作レバー２６Ｌが左方向或いは右方向に操作されること"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からダンプトラックの荷台に落下する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、オペレータが左操作レバー２６Ｌを左方向或いは右方向に操作すると、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、左操作レバー２６Ｌを左右方向に操作するだけで、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を掘削作業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、"バケット６からダンプトラックの荷台に落下する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５に関する操作がされた（つまり、左操作レバー２６Ｌが前後方向に操作された）こと"の条件を含んでもよい。この場合、コントローラ３０は、予め規定され、内部の或いは外部の通信可能な不揮発性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、"バケット６が目標施工面の上方にある状態で、アーム５に関する操作がされた（つまり、左操作レバー２６Ｌが前後方向に操作された）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、所定の操作部（例えば、操作装置２６）を通じて、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。
以下、スイッチＮＳが押し操作された状態で、左操作レバー２６Ｌ及び右操作レバー２６Ｒの操作が行われた場合に、マシンコントロール機能が有効になる前提で説明を進める。
［ショベルのマシンコントロール機能の一例］
次に、図６～図８を参照して、本実施形態に係るショベル１００のマシンコントロール機能の一例について詳細に説明する。
＜ショベルのマシンコントロール機能に関する構成＞
図６（図６Ａ～図６Ｃ）を参照して、ショベル１００のマシンコントロール機能の一例に関する詳細な構成について説明する。
図６（図６Ａ～図６Ｃ）は、本実施形態に係るショベル１００のマシンコントロール機能に関する詳細な構成の一例を示す機能ブロック図である。具体的には、図６Ａ、図６Ｂは、ショベル１００の半自動運転機能に関する詳細な構成を示す機能ブロック図であり、図６Ｃは、ショベル１００の自律運転機能に関する詳細な構成を示す機能ブロック図である。図６Ｂに記載される構成部分は、半自動運転機能及び自律運転機能の双方の場合に共通であるため、ショベル１００の自律運転機能に対応する当該構成部分の図示を省略し、図６Ｂを適宜援用してショベル１００の自律運転機能について説明する。
図６Ａ、図６Ｂに示すように、ショベル１００の半自動運転機能を実現するコントローラ３０は、マシンコントロール機能に関する機能部として、操作内容取得部３００１と、目標施工面取得部３００２と、目標軌道設定部３００３と、現在位置算出部３００４と、目標位置算出部３００５と、バケット形状取得部３００６と、マスタ要素設定部３００７と、制御基準設定部３００８と、動作指令生成部３００９と、パイロット指令生成部３０１０と、姿勢角算出部３０１１とを含む。これらの機能部３００１～３０１１は、例えば、スイッチＮＳが押し操作されている場合、所定の制御周期ごとに、後述する動作を繰り返し実行する。
また、図６Ｂ、図６Ｃに示すように、ショベル１００の自律運転機能を実現するコントローラ３０は、マシンコントロール機能に関する機能部として、作業内容取得部３００１Ａと、目標施工面取得部３００２と、目標軌道設定部３００３と、現在位置算出部３００４と、目標位置算出部３００５と、バケット形状取得部３００６と、マスタ要素設定部３００７と、制御基準設定部３００８と、動作指令生成部３００９と、パイロット指令生成部３０１０と、姿勢角算出部３０１１とを含む。これらの機能部３００１Ａ，３００２～３０１１は、例えば、自律運転機能が有効な場合、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。
即ち、コントローラ３０は、ショベル１００の自律運転機能を実現する場合（図６Ｃ）、操作内容取得部３００１に代えて、作業内容取得部３００１Ａを含む点で、ショベル１００の半自動運転機能を実現する場合（図６Ａ）と異なる。
操作内容取得部３００１は、操作圧センサ２９ＬＡから取り込まれる検出信号に基づき、左操作レバー２６Ｌにおける前後方向の傾倒操作に関する操作内容を取得する。例えば、操作内容取得部３００１は、操作内容として、操作方向（前方向であるか後方向であるか）と、操作量を取得（算出）する。また、ショベル１００が遠隔操作される場合、外部装置から受信される遠隔操作信号の内容に基づき、ショベル１００の半自動運転機能が実現されてもよい。この場合、操作内容取得部３００１は、外部装置から受信される遠隔操作信号に基づき、遠隔操作に関する操作内容を取得する。
一方、作業内容取得部３００１Ａは、ショベル１００に搭載される通信装置Ｔ１を通じて、所定の外部装置（例えば、後述の支援装置２００や管理装置３００等）からショベル１００が実行すべき作業内容に関する情報（以下、「作業内容情報」）を取得する。作業内容情報には、例えば、ショベル１００が行う所定の作業の内容、所定の作業を構成する動作の内容、所定の作業に関する動作条件、作業開始のトリガ条件等が含まれる。所定の作業には、例えば、掘削作業、積込作業、整地作業等が含まれてよい。所定の作業を構成する動作には、例えば、所定の作業が掘削作業である場合、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等が含まれる。動作条件には、例えば、所定の作業が掘削作業である場合、掘削深さ、掘削長さ等に関する条件が含まれる。作業内容取得部３００１Ａは、取得した作業内容情報に基づき、ショベル１００の動作要素（アクチュエータに関する操作指令を出力する。
目標施工面取得部３００２は、例えば、内部メモリ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３００３は、目標施工面に関するデータに基づき、アタッチメントＡＴの先端部、具体的には、エンドアタッチメントの制御基準となる所定部位（例えば、バケット６の爪先や背面等）を目標施工面に沿って移動させるためのアタッチメントＡＴの先端部の目標軌道に関する情報を設定する。例えば、目標軌道設定部３００３は、目標軌道に関する情報として、ショベル１００の機体（上部旋回体３）を基準とする、目標施工面の前後方向への傾斜角度を設定してよい。また、目標軌道には、許容可能な誤差の範囲（以下、「許容誤差範囲」）が設定されていてもよい。この場合、目標軌道に関する情報には、許容誤差範囲に関する情報が含まれてもよい。
現在位置算出部３００４は、アタッチメントＡＴにおける制御基準（例えば、バケット６の作業部位としての爪先や背面等）の位置（現在位置）を算出する。具体的には、現在位置算出部３００４は、後述する姿勢角算出部３０１１により算出されるブーム角度θ１、アーム角度θ２、及びバケット角度θ３に基づき、アタッチメントＡＴの制御基準の（現在）位置を算出してよい。
目標位置算出部３００５は、ショベル１００の半自動運転機能において、に関するオペレータの操作入力（例えば、左操作レバー２６Ｌにおける前後方向の操作）の内容と、設定された目標軌道に関する情報と、アタッチメントＡＴにおける制御基準（作業部位）の現在位置とに基づき、アタッチメントＡＴの先端部（制御基準）の目標位置を算出する。操作内容には、例えば、操作方向及び操作量が含まれる。当該目標位置は、アーム５がオペレータによる操作入力における操作方向及び操作量に応じて動作すると仮定したときに、今回の制御周期中で到達目標とすべき目標軌道（換言すれば、目標施工面）上の位置である。目標位置算出部３００５は、例えば、不揮発性の内部メモリ等に予め格納されるマップや演算式等を用いて、アタッチメントＡＴの先端部の目標位置を算出してよい。
また、目標位置算出部３００５は、ショベル１００の自律運転機能において、作業内容取得部３００１Ａから入力される操作指令と、設定された目標軌道に関する情報と、アタッチメントＡＴにおける制御基準（作業部位）の現在位置とに基づき、アタッチメントＡＴの先端部（制御基準）の目標位置を算出する。これにより、コントローラ３０は、オペレータの操作に依らず、ショベル１００を自律制御することができる。
バケット形状取得部３００６は、例えば、内部メモリや所定の外部記憶装置等から予め登録されているバケット６の形状に関するデータを取得する。このとき、バケット形状取得部３００６は、予め登録される複数の種類のバケット６の形状に関するデータのうち、入力装置７２を通じた設定操作により設定されている種類のバケット６の形状に関するデータを取得してよい。
マスタ要素設定部３００７は、アタッチメントＡＴを構成する動作要素（これらの動作要素を駆動するアクチュエータ）のうち、オペレータの操作入力或いは操作指令に対応して動作する動作要素（アクチュエータ）（以下、「マスタ要素」）を設定する。以下、オペレータの操作入力あるいは自律運転機能に関する操作指令に合わせて動作する動作要素、及びその動作要素を駆動するアクチュエータを包括的に或いはそれぞれを個別にマスタ要素と称する場合があり、後述のスレーブ要素についても同様である。また、マスタ要素設定部３００７は、アタッチメントＡＴのうちのアーム５（アームシリンダ８）以外、つまり、ブーム４（ブームシリンダ７）或いはバケット６（バケットシリンダ９）をマスタ要素に設定する場合、減圧用比例弁３３ＡＬ，３３ＡＲ或いは切替弁に対して、パイロットラインを非連通状態にする指令を出力する。これにより、コントローラ３０は、左操作レバー２６Ｌにおける前後操作に対応するパイロット圧がシャトル弁３２ＡＬ，３２ＡＲを介して、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に作用させないようにすることができる。マスタ要素設定部３００７による具体的なマスタ要素の設定方法については後述する（図７Ａ参照）。
制御基準設定部３００８は、アタッチメントＡＴにおける制御基準を設定する。例えば、制御基準設定部３００８は、入力装置７２を通じたオペレータ等による操作に応じて、アタッチメントＡＴの制御基準を設定してよい。また、例えば、制御基準設定部３００８は、所定の条件の成立に応じて、自動的に、アタッチメントＡＴの制御基準を設定変更してもよい。制御基準設定部３００８によるアタッチメントＡＴの制御基準の設定方法の詳細については後述する（図７Ｂ参照）。
動作指令生成部３００９は、アタッチメントＡＴにおける制御基準の目標位置に基づき、ブーム４の動作に関する指令値（以下、「ブーム指令値」）β１ｒ、アーム５の動作に関する指令値（以下、「アーム指令値」）β２ｒ、及びバケット６の動作に関する指令値（「バケット指令値」）β３ｒを生成する。例えば、ブーム指令値β１ｒ、アーム指令値β２ｒ、及びバケット指令値β３ｒは、それぞれ、アタッチメントＡＴにおける制御基準が目標位置を実現するために必要なブーム４の角速度（以下、ブーム角速度）、アーム５の角速度（以下、「ブーム角速度」）、及びバケット６の角速度（以下、「バケット角速度」）である。動作指令生成部３００９は、マスタ指令値生成部３００９Ａと、スレーブ指令値生成部３００９Ｂを含む。
尚、ブーム指令値、アーム指令値、及びバケット指令値は、アタッチメントＡＴにおける制御基準が目標位置を実現したときのブーム角度、アーム角度、及びバケット角度であってもよい。また、ブーム指令値、アーム指令値、及びバケット指令値は、アタッチメントＡＴにおける制御基準が目標位置を実現するために必要な角加速度等であってもよい。
マスタ指令値生成部３００９Ａは、アタッチメントＡＴを構成する動作要素（ブーム４、アーム５、及びバケット６）のうち、マスタ要素の動作に関する指令値（以下、「マスタ指令値」）βｍを生成する。マスタ指令値生成部３００９Ａは、例えば、マスタ要素設定部３００７により設定されているマスタ要素がブーム４（ブームシリンダ７）の場合、マスタ指令値βｍとして、ブーム指令値β１ｒを生成し、後述するブームパイロット指令生成部３０１０Ａに向けて出力する。また、マスタ指令値生成部３００９Ａは、例えば、マスタ要素設定部３００７により設定されているマスタ要素がアーム５（アームシリンダ８）の場合、アーム指令値β２ｒを生成し、アームパイロット指令生成部３０１０Ｂに向けて出力する。また、マスタ指令値生成部３００９Ａは、例えば、マスタ要素設定部３００７により設定されているマスタ要素がバケット６（バケットシリンダ９）である場合、マスタ指令値βｍとして、バケット指令値β３ｒを生成し、バケットパイロット指令生成部３０１０Ｃに向けて出力する。具体的には、マスタ指令値生成部３００９Ａは、オペレータの操作或いは操作指令の内容（操作方向及び操作量）に対応するマスタ指令値βｍを生成する。例えば、マスタ指令値生成部３００９Ａは、オペレータの操作或いは操作指令の内容と、ブーム指令値β１ｒ、アーム指令値β２ｒ、及びバケット指令値β３ｒのそれぞれとの関係を規定する所定のマップや変換式等に基づき、マスタ指令値としてのブーム指令値β１ｒ、アーム指令値β２ｒ、バケット指令値β３ｒを生成してよい。
尚、ショベル１００の半自動運転機能（図６Ａ）について、キャビン１０のオペレータによって左操作レバー２６Ｌが操作される場合、マスタ要素がアーム５である場合、マスタ指令値生成部３００９Ａは、マスタ指令値βｍ（アーム指令値β２ｒ）を生成しなくてもよい。上述の如く、左操作レバー２６Ｌが前後方向に操作されている場合、その操作内容に対応するパイロット圧がシャトル弁３２ＡＬ，３２ＡＲを介して、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に作用し、アーム５は、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３００９Ｂは、アタッチメントＡＴを構成する動作要素のうち、マスタ要素の動作に合わせて（同期して）、アタッチメントＡＴの制御基準が目標施工面に沿って移動するように動作する、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」）βｓ１，βｓ２を生成する。スレーブ指令値生成部３００９Ｂは、例えば、マスタ要素設定部３００７によりブーム４がマスタ要素に設定されている場合、スレーブ指令値βｓ１，βｓ２として、アーム指令値β２ｒ及びバケット指令値β３ｒを生成し、それぞれ、アームパイロット指令生成部３０１０Ｂ及びバケットパイロット指令生成部３０１０Ｃに向けて出力する。また、スレーブ指令値生成部３００９Ｂは、例えば、マスタ要素設定部３００７によりアーム５がマスタ要素に設定されている場合、スレーブ指令値βｓ１，βｓ２として、ブーム指令値β１ｒ及びバケット指令値β３ｒを生成し、それぞれ、ブームパイロット指令生成部３０１０Ａ及びバケットパイロット指令生成部３０１０Ｃに向けて出力する。また、スレーブ指令値生成部３００９Ｂは、マスタ要素設定部３００７によりバケット６がマスタ要素に設定されている場合、スレーブ指令値βｓ１，βｓ２として、ブーム指令値β１ｒ及びアーム指令値β２ｒを生成し、それぞれ、ブームパイロット指令生成部３０１０Ａ及びアームパイロット指令生成部３０１０Ｂに向けて出力する。具体的には、スレーブ指令値生成部３００９Ｂは、マスタ指令値βｍに対応するマスタ要素の動作に合わせて（同期して）スレーブ要素が動作し、アタッチメントＡＴの制御基準が目標位置を実現できるように（つまり、目標施工面に沿って移動するように）、スレーブ指令値βｓ１，βｓ２を生成する。これにより、コントローラ３０は、オペレータの操作入力或いは操作指令に対応するアタッチメントＡＴのマスタ要素の動作に合わせて（つまり、同期させて）、アタッチメントＡＴの二つのスレーブ要素を動作させることで、アタッチメントＡＴの制御基準を目標施工面に沿って移動させることができる。つまり、マスタ要素（の油圧アクチュエータ）は、オペレータの操作入力或いは操作指令に対応して動作し、スレーブ要素（の油圧アクチュエータ）は、バケット６の爪先等のアタッチメントＡＴの先端部（制御基準）が目標施工面に沿って移動するように、マスタ要素（の油圧アクチュエータ）の動作に合わせて、その動作が制御される。
パイロット指令生成部３０１０は、ブーム指令値β１ｒ、アーム指令値β２ｒ、及びバケット指令値β３ｒに対応するブーム角速度、アーム角速度、及びバケット角速度を実現するための制御弁１７４～１７６に作用させるパイロット圧の指令値（以下、「パイロット圧指令値」）を生成する。パイロット指令生成部３０１０は、ブームパイロット指令生成部３０１０Ａと、アームパイロット指令生成部３０１０Ｂと、バケットパイロット指令生成部３０１０Ｃを含む。
ブームパイロット指令生成部３０１０Ａは、ブーム指令値β１ｒと、後述するブーム角度算出部３０１１Ａによる現在のブーム角速度の算出値（測定値）との間の偏差に基づき、ブーム４を駆動するブームシリンダ７に対応する制御弁１７５Ｌ，１７５Ｒに作用させるパイロット圧指令値を生成する。そして、ブームパイロット指令生成部３０１０Ａは、生成したパイロット圧指令値に対応する制御電流を比例弁３１ＢＬ，３１ＢＲに出力する。これにより、上述の如く、比例弁３１ＢＬ，３１ＢＲから出力されるパイロット圧指令値に対応するパイロット圧がシャトル弁３２ＢＬ，３２ＢＲを介して、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β１ｒに対応するブーム角速度を実現するように、ブーム４が動作する。
アームパイロット指令生成部３０１０Ｂは、アーム指令値β２ｒと、後述するアーム角度算出部３０１１Ｂによる現在のアーム角速度の算出値（測定値）との間の偏差に基づき、アーム５を駆動するアームシリンダ８に対応する制御弁１７６Ｌ，１７６Ｒに作用させるパイロット圧指令値を生成する。そして、アームパイロット指令生成部３０１０Ｂは、生成したパイロット圧指令値に対応する制御電流を比例弁３１ＡＬ，３１ＡＲに出力する。これにより、上述の如く、比例弁３１ＡＬ，３１ＡＲから出力されるパイロット圧指令値に対応するパイロット圧がシャトル弁３２ＡＬ，３２ＡＲを介して、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β２ｒに対応するアーム角速度を実現するように、アーム５が動作する。
バケットパイロット指令生成部３０１０Ｃは、バケット指令値β３ｒと、後述するバケット角度算出部３０１１Ｃによる現在のバケット角速度の算出値（測定値）との間の偏差に基づき、バケット６を駆動するバケットシリンダ９に対応する制御弁１７４に作用させるパイロット圧指令値を生成する。そして、バケットパイロット指令生成部３０１０Ｃは、生成したパイロット圧指令値に対応する制御電流を比例弁３１ＣＬ，３１ＣＲに出力する。これにより、上述の如く、比例弁３１ＣＬ，３１ＣＲから出力されるパイロット圧指令値に対応するパイロット圧がシャトル弁３２ＣＬ，３２ＣＲを介して、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β３ｒに対応するバケット角速度を実現するように、バケット６が動作する。
姿勢角算出部３０１１は、ブーム角度センサＳ１，アーム角度センサＳ２、及びバケット角度センサＳ３の検出信号に基づき、（現在の）ブーム角度、アーム角度、及びバケット角度、並びに、ブーム角速度、アーム角速度、及びバケット角速度を算出（測定）する。姿勢角算出部３０１１は、ブーム角度算出部３０１１Ａと、アーム角度算出部３０１１Ｂと、バケット角度算出部３０１１Ｃを含む。
ブーム角度算出部３０１１Ａは、ブーム角度センサＳ１から取り込まれる検出信号に基づき、ブーム角度及びブーム角速度等を算出（測定）する。これにより、ブームパイロット指令生成部３０１０Ａは、ブーム角度算出部３０１１Ａの測定結果に基づき、ブームシリンダ７の動作に関するフィードバック制御を行うことができる。
アーム角度算出部３０１１Ｂは、アーム角度センサＳ２から取り込まれる検出信号に基づき、アーム角度及びアーム角速度等を算出（測定）する。これにより、アームパイロット指令生成部３０１０Ｂは、アーム角度算出部３０１１Ｂの測定結果に基づき、アームシリンダ８の動作に関するフィードバック制御を行うことができる。
バケット角度算出部３０１１Ｃは、バケット角度センサＳ３から取り込まれる検出信号に基づき、バケット角度及びバケット角速度等を算出（測定）する。これにより、バケットパイロット指令生成部３０１０Ｃは、バケット角度算出部３０１１Ｃの測定結果に基づき、バケットシリンダ９の動作に関するフィードバック制御を行うことができる。
＜ショベルのマシンコントロール機能に関する処理＞
続いて、図７（図７Ａ～図７Ｃ）を参照して、ショベル１００のマシンコントロール機能の一例に関するコントローラ３０の処理フローについて説明する。
図７Ａ～図７Ｃは、本実施形態に係るショベル１００のコントローラ３０によるマシンコントロール機能に関する処理の一例を概略的に示すフローチャートである。具体的には、図７Ａは、本実施形態に係るショベル１００のコントローラ３０（マスタ要素設定部３００７）によるマスタ要素を切り替える制御処理（以下、「マスタ切替処理」）の一例を概略的に示すフローチャートである。図７Ｂは、本実施形態に係るショベル１００のコントローラ３０（制御基準設定部３００８）によるアタッチメントＡＴの制御基準を切り替える制御処理（以下、「制御基準切替処理」）の一例を概略的に示すフローチャートである。図７Ｂは、本実施形態に係るショベル１００のコントローラ３０（動作指令生成部３００９）による制御基準を目標施工面に沿って移動させる制御処理（以下、「ならい制御処理」）の一例を概略的に示すフローチャートである。
＜＜マスタ切替処理＞＞
図７Ａのフローチャートは、ショベル１００のマシンコントロール機能が有効な場合に、上述の制御周期に対応する処理間隔ごとに、繰り返し実行されてよい。以下、マシンコントロール機能が無効な状態から有効な状態に切り替わると、初期設定（デフォルト）として、マスタ要素にアーム５が設定される前提で説明を進める。
ステップＳ１０２にて、マスタ要素設定部３００７は、アタッチメントＡＴにおける制御基準（例えば、バケット６の爪先や背面等）の目標施工面に沿った移動に伴い、アタッチメントＡＴの制御基準が目標施工面における角部、大曲率部、或いは、変曲部（以下、総括的に「角部等」）に到達するか否かを判定する。角部は、ショベル１００を上面視で見たときの上部旋回体３に対するアタッチメントの延在方向（以下、単に「アタッチメントの延在方向」）において、目標施工面の傾斜が不連続に変化する部分を表す。また、大曲率部は、アタッチメントの延在方向において、目標施工面の曲率が相対的に大きい（具体的には、曲率が所定基準を超えている）部分を表す。また、変曲部は、例えば、アタッチメントの延在方向において、目標施工面の曲がる方向が変化する部分（つまり、アタッチメントＡＴの各リンクにより規定される二次元平面上の変曲点）を表す。例えば、マスタ要素設定部３００７は、アタッチメントＡＴの制御基準の現在位置が目標施工面の角部等に到達したか否かを判定してよい。また、マスタ要素設定部３００７は、アタッチメントＡＴの制御基準の目標位置が目標施工面の角部等に対応しているか（つまり、アタッチメントＡＴの制御基準が直後に目標施工面の角部等に到達するか否か）を判定してもよい。以下、後述する図７ＢのステップＳ２０２についても同様である。マスタ要素設定部３００７は、アタッチメントＡＴの制御基準が角部等に到達する場合、ステップＳ１０４に進み、それ以外の場合、ステップＳ１１０に進む。
ステップＳ１０４にて、マスタ要素設定部３００７は、バケット６をマスタ要素に設定し、ステップＳ１０６に進む。つまり、コントローラ３０は、ステップＳ１０４に規定される所定の条件（以下、「角部等到達条件」）が成立した場合、マスタ要素をアーム５からバケット６に切り替える。換言すれば、コントローラ３０は、角部等到達条件が成立した場合、オペレータの操作入力或いは操作指令に対応するように、アーム５に対応するアームシリンダ８（第１のアクチュエータの一例）に代えて、バケット６に対応するバケットシリンダ９（第２のアクチュエータの一例）を動作させる。
ステップＳ１０６にて、マスタ要素設定部３００７は、角部等の先にある目標施工面の部分（以下、「先の目標施工面部分」）にバケット６の姿勢を合わせる動作（以下、「バケット姿勢調整動作」）が終了したか否かを判定する。例えば、マスタ要素設定部３００７は、姿勢角算出部３０１１により算出される現在のブーム角度、アーム角度、バケット角度と、目標施工面に関するデータとに基づき、バケット６の姿勢と、先の目標施工面部分との相対的な姿勢が適切になったか否かを判定してよい。また、マスタ要素設定部３００７は、動作指令生成部３００９からバケット姿勢調整動作の終了を示す通知を取得することにより、バケット姿勢調整動作が終了したか否かを判定してもよい。後述の図７ＢのステップＳ２０６についても同様である。マスタ要素設定部３００７は、バケット姿勢調整動作が終了した場合、ステップＳ１０８に進み、終了していない場合、終了するまで待機する（例えば、本ステップの処理を上述の制御周期ごとに繰り返す）。
ステップＳ１０８にて、マスタ要素をアーム５に設定し、今回の処理を終了する。
一方、ステップＳ１１０にて、マスタ要素設定部３００７は、アーム５をマスタ要素として動作させると仮定したときに、ブーム４及びバケット６がアーム５の動作に同期して動作することができるかどうかを判定する。
例えば、マスタ要素設定部３００７は、オペレータの操作入力或いは操作指令に対応してアーム５が動作すると仮定したときに、アタッチメントＡＴの制御基準が目標施工面に沿って移動するのに必要なブーム４及びバケット６の角速度（以下、「必要角速度」）や角加速度（以下、「必要角加速度」）等が所定の上限値を超える状態、或いは、超える可能性がある状態であるか否かを判定する。ブーム４及びバケット６には、アタッチメントＡＴの構造上、出力可能な角速度や角加速度の上限値があるからである。ブーム４に関する当該上限値は、例えば、ブーム角度や、ブーム４の動作方向（上げ方向か、下げ方向か）、エンジン１１の出力（エンジン１１の設定回転数）等の各種パラメータに応じて異なりうる。同様に、バケット６に関する当該上限値は、例えば、バケット角度や、バケット６の動作方向（開き方向か、閉じ方向か）、エンジン１１の出力等の各種パラメータに応じて異なりうる。よって、マスタ要素設定部３００７は、上述の各種パラメータの現在値に基づき、予め規定されるショベル１００のアタッチメントの力学モデル等を用いて、当該上限値を算出してよい。また、マスタ要素設定部３００７は、予め規定される、当該上限値と上述の各種パラメータとの関係を示すマップ等を用いて、当該上限値を算出してもよい。そして、マスタ要素設定部３００７は、ブーム４及びバケット６に関する必要角速度や必要角加速度と、算出した上限値との比較結果に基づき、ブーム４及びバケット６がアーム５の動作に同期して動作することができるかどうかを判定してよい。
マスタ要素設定部３００７は、ブーム４及びバケット６がアーム５の動作に同期して動作することができる場合、ステップＳ１１２に進み、ブーム４及びバケット６の少なくとも一方がアーム５の動作に同期して動作することできない場合、ステップＳ１１４に進む。
ステップＳ１１２にて、マスタ要素設定部３００７は、アーム５をマスタ要素に設定し、今回の処理を終了する。
尚、マスタ要素設定部３００７は、既に、アーム５がマスタ要素に設定されている場合、その設定状態を維持してもよいし、再度、マスタ要素をアーム５に設定し直してもよい。
一方、ステップＳ１１４にて、マスタ要素設定部３００７は、アーム５の動作に同期して動作することができない動作要素にブーム４が含まれるか否かを判定する。マスタ要素設定部３００７は、アーム５の動作に同期して動作することができない動作要素にブーム４が含まれる場合、ステップＳ１１６に進み、含まれない場合（つまり、バケット６だけが同期できない場合）、ステップＳ１１８に進む。
ステップＳ１１６にて、マスタ要素設定部３００７は、ブーム４をマスタ要素に設定し、今回の処理を終了する。
一方、ステップＳ１１８にて、マスタ要素設定部３００７は、バケット６をマスタ要素に設定し、今回の処理を終了する。
つまり、コントローラ３０は、ステップＳ１１０に規定される所定の条件（以下、「同期不可条件」）が成立した場合、マスタ要素をアーム５からブーム４或いはバケット６に切り替える。換言すれば、コントローラ３０は、同期不可条件が成立した場合、オペレータの操作入力或いは操作指令に対応するように、アーム５に対応するアームシリンダ８（第１のアクチュエータの一例）に代えて、ブーム４に対応するブームシリンダ７（第２のアクチュエータの一例）、或いは、バケット６に対応するバケットシリンダ９（第２のアクチュエータの一例）を動作させる。
＜＜制御基準切替処理＞＞
図７Ｂのフローチャートは、ショベル１００のマシンコントロール機能が有効な場合に、上述の制御周期に対応する処理間隔ごとに、繰り返し実行されてよい。以下、マシンコントロール機能が無効な状態から有効な状態に切り替わると、制御基準の初期設定として、入力装置７２等を通じて手動等で予め設定されたバケット６の所定部位（例えば、バケット６の作業部位としての爪先や背面等）が設定される前提で説明を進める。
ステップＳ２０２にて、制御基準設定部３００８は、図７ＡのステップＳ１０２の場合と同様、アタッチメントＡＴにおける制御基準の目標施工面に沿った移動に伴い、アタッチメントＡＴの制御基準が目標施工面における角部等に到達するか否かを判定する。制御基準設定部３００８は、アタッチメントＡＴの制御基準が目標施工面の角部等に到達する場合、ステップＳ２０４に進み、それ以外の場合、ステップＳ２１０に進む。
ステップＳ２０４にて、制御基準設定部３００８は、バケット６の爪先を制御基準に設定し、ステップＳ２０６に進む。つまり、コントローラ３０は、角部等到達条件が成立した場合、アタッチメントＡＴの（具体的には、エンドアタッチメントとしてのバケット６の）制御基準を作業部位としての爪先に設定する。
尚、制御基準設定部３００８は、既に、バケット６の爪先が制御基準に設定されている場合、その設定状態を維持してもよいし、再度、バケット６の爪先に設定し直してもよい。また、制御基準設定部３００８は、アタッチメントＡＴの制御基準が目標施工面における角部等に到達するよりも前、例えば、角部等の周辺と判断可能な位置に到達した場合に、制御基準をバケット６の爪先に設定してもよい。
ステップＳ２０６にて、制御基準設定部３００８は、図７ＡのステップＳ１０６の場合と同様、バケット姿勢調整動作が終了したか否かを判定する。制御基準設定部３００８は、バケット姿勢調整動作が終了した場合、ステップＳ２０８に進み、バケット姿勢調整動作が終了していない場合、終了するまで待機する。
ステップＳ２０８にて、制御基準設定部３００８は、制御基準をバケット６の爪先に設定する前の状態（ステップＳ２０４の前の状態）に戻し、今回の処理を終了する。
尚、制御基準設定部３００８は、ステップＳ２０４の前の段階で設定されている制御基準がバケット６の爪先である場合、その設定状態を維持してもよいし、再度、制御基準をバケット６の爪先に設定し直してもよい。
一方、ステップＳ２１０にて、制御基準設定部３００８は、オペレータ等によって、入力装置７２を通じて、制御基準を固定する設定がなされているか否かを判定する。制御基準設定部３００８は、制御基準を固定する設定がなされている場合、ステップＳ２１２に進み、制御基準を固定する設定がなされていない場合、ステップＳ２１４に進む。
ステップＳ２１２にて、制御基準設定部３００８は、制御基準を手動で設定された内容（初期設定に相当する内容）に維持し、今回の処理を終了する。
一方、ステップＳ２１４にて、制御基準設定部３００８は、目標施工面に対してバケット６で掘削すべき残りの土砂等の量（以下、「残り土量」）が所定基準を超えているか否かを判定する。制御基準設定部３００８は、残り土量が所定基準を超えている、つまり、残り土量が相対的に多い場合、ステップＳ２１６に進み、残り土量が所定基準以下、つまり、残り土量が相対的に少ない場合、ステップＳ２１８に進む。
ステップＳ２１６にて、制御基準設定部３００８は、制御基準をバケット６の作業部位としての爪先に設定し、今回の処理を終了する。
尚、制御基準設定部３００８は、既に、制御基準がバケット６の爪先に設定されている場合、その設定状態を維持してもよいし、再度、制御基準をバケット６の爪先に設定し直してもよい。つまり、制御基準設定部３００８は、ステップＳ２１４に規定する所定の条件（以下、「残土量条件」）が成立した場合、アタッチメントＡＴの（具体的には、エンドアタッチメントとしてのバケット６の）制御基準を作業部位としての爪先に設定する。
一方、ステップＳ２１８にて、制御基準設定部３００８は、バケット６の作業部位としての背面を制御基準に設定し、今回の処理を終了する。
尚、制御基準設定部３００８は、既に、制御基準がバケット６の背面に設定されている場合、その設定状態を維持してもよいし、再度、制御基準をバケット６の背面に設定し直してもよい。
＜＜ならい制御処理＞＞
図７Ｃのフローチャートは、ショベル１００のマシンコントロール機能が有効な場合に、上述の制御周期に対応する処理間隔ごとに、繰り返し実行されてよい。
ステップＳ３０２にて、動作指令生成部３００９は、アタッチメントＡＴの制御基準の目標施工面に沿った移動に伴い、アタッチメントＡＴの制御基準が目標施工面における角部等の周辺に到達したか否かを判定する。例えば、動作指令生成部３００９は、アタッチメントＡＴの延出方向において、アタッチメントＡＴの制御基準が目標施工面における角部等からの距離が所定閾値以下になった場合に、角部等の周辺に到達したと判定してよい。動作指令生成部３００９は、アタッチメントＡＴの制御基準が目標施工面における角部等の周辺に到達した場合、ステップＳ３０４に進み、それ以外の場合、今回の処理を終了する。
ステップＳ３０４にて、動作指令生成部３００９は、目標施工面に沿うアタッチメントＡＴにおける制御基準の移動速度、つまり、バケット６の移動速度を減速させる。つまり、コントローラ３０は、ステップＳ３０２に規定する所定の条件（以下、「角部等周辺到達条件」）が成立した場合、エンドアタッチメントとしてのバケット６の移動速度を減速させる。動作指令生成部３００９は、例えば、アーム５がマスタ要素である場合、アーム角速度が所定の制限値以下になるように制限することにより、目標施工面に沿うバケット６の移動速度を減速させてよい。このとき、当該制限値は、アタッチメントＡＴの制御基準が角部等に近づくほど、小さくなり、角部等に到達するとゼロになる態様であってよい。この場合、動作指令生成部３００９（マスタ指令値生成部３００９Ａ）は、オペレータの操作入力或いは操作指令の内容（操作量）に対応するアーム指令値が当該制限値を超えている場合、当該アーム指令値を当該制限値以下に補正（制限）してよい。そして、動作指令生成部３００９は、制限（補正）したアーム指令値β２ｒをアームパイロット指令生成部３０１０Ｂに出力すると共に、左操作レバー２６Ｌの前後操作に対応するパイロット圧が制御弁１７６のパイロットポートに作用しないように減圧用比例弁３３ＡＬ，３３ＡＲ或いは切替弁を制御する。これにより、コントローラ３０は、アーム角速度を制限値以下に制限させ、アタッチメントＡＴにおける制御基準の目標施工面に沿った移動速度を減速させることができ、且つ、角部等に到達した時点で、当該移動速度をゼロになるようにすることができる。
尚、スレーブ指令値生成部３００９Ｂは、当然の如く、制限値以下に制限されたアーム指令値β２ｒに対応して、アタッチメントＡＴの制御基準が目標施工面に沿って移動するように、ブーム指令値β１ｒ及びバケット指令値β３ｒを生成する。以下、ステップＳ３１０の場合についても同様である。
ステップＳ３０６にて、動作指令生成部３００９は、アタッチメントＡＴの制御基準の目標施工面に沿った移動に伴い、アタッチメントＡＴの制御基準が目標施工面における角部等に到達したか否かを判定する。動作指令生成部３００９は、アタッチメントＡＴの制御基準が目標施工面に到達した場合、ステップＳ３０８に進み、到達していない場合、到達するまで待機する。
ステップＳ３０８にて、動作指令生成部３００９は、マスタ要素設定部３００７及び制御基準設定部３００８による設定内容に応じて、バケット６の姿勢を先の目標施工面部分に合わせる動作、つまり、バケット姿勢調整動作をアタッチメントＡＴに行わせる。つまり、コントローラ３０は、ステップＳ３０６に規定する所定の条件、即ち、角部等到達条件が成立した場合、バケット姿勢調整動作をアタッチメントＡＴに行わせる。アタッチメントＡＴの制御基準が目標施工面における角部等に到達する場合、上述の如く、マスタ要素がバケット６に設定され（図７ＡのステップＳ１０４）、制御基準がバケット６の爪先に設定される（図７ＢのステップＳ２０４）。よって、動作指令生成部３００９は、角部等に沿って配置されているバケット６の爪先を基準として、バケット６が回動するように、バケット６の動作に合わせて、ブーム４及びアーム５を動作させる。これにより、コントローラ３０は、バケット６の爪先を角部等（例えば、角部の頂点や変曲点等）に合わせた状態で、バケット６の姿勢が先の目標施工面部分に沿った状態になるまで、バケット６の姿勢を回動させることができる。具体的には、マスタ指令値生成部３００９Ａは、バケット６の回動速度が、オペレータの操作入力或いは操作指令内容（操作量）に対応する角速度になるように、バケット指令値β３ｒを生成する。そして、スレーブ指令値生成部３００９Ｂは、バケット指令値β３ｒに対応する角速度でバケット６が回動するときに、バケット６の爪先を目標施工面における角部等に維持させるために必要なブーム４及びアーム５の角速度に対応するブーム指令値β１ｒ及びアーム指令値β２ｒを生成する。
尚、バケット６の回動方向は、制御基準が元の状態に戻されたとき（図７ＢのステップＳ２０８）に、先の目標施工面部分に対するバケット６の姿勢が、目標施工面に沿ってアタッチメントＡＴの制御基準を移動させるのに適切な状態になるように決定されてよい。
バケット姿勢調整動作が終了すると、ステップＳ３１０にて、動作指令生成部３００９は、目標施工面に沿うアタッチメントＡＴにおける制御基準の移動速度、つまり、バケット６の移動速度をオペレータの操作入力或いは操作指令の内容（操作量）に対応する速度まで徐々に復帰させる。バケット姿勢調整動作が終了した場合、上述の如く、マスタ要素がアーム５に設定され（図７ＡのステップＳ１０８）、制御基準がバケット６の爪先に設定される前の状態に戻される（図７ＢのステップＳ２０８）。よって、動作指令生成部３００９は、例えば、アーム角速度、つまり、アーム指令値β２ｒが所定の制限値以下になるように制限しつつ、当該制限値を徐々に緩和していく。これにより、コントローラ３０は、アタッチメントＡＴにおける制御基準の移動速度を徐々に高めて、オペレータの操作或いは操作指令の内容（操作量）に対応するレベルまで復帰させることができる。具体的には、動作指令生成部３００９（マスタ指令値生成部３００９Ａ）は、オペレータの操作或いは操作指令の内容に対応するアーム指令値が当該制限値を超えている場合、当該アーム指令値を当該制限値以下に補正（制限）してよい。そして、動作指令生成部３００９は、制限（補正）したアーム指令値β２ｒをアームパイロット指令生成部３０１０Ｂに出力すると共に、左操作レバー２６Ｌの前後操作に対応するパイロット圧が制御弁１７６のパイロットポートに作用しないように減圧用比例弁３３ＡＬ，３３ＡＲ或いは切替弁を制御する。これにより、コントローラ３０は、アーム角速度を制限値以下に制限させ、アタッチメントＡＴにおける制御基準の目標施工面に沿った移動速度を徐々に増速させることができる。そして、コントローラ３０は、最終的に、オペレータの操作入力或いは操作指令の内容（操作量）に対応する移動速度まで復帰させることができる。
＜ショベルのマシンコントロール機能に関する作用＞
続いて、図８（図８Ａ、図８Ｂ）を参照して、比較例に係るショベルと対比しつつ、本実施形態に係るショベル１００のマシンコントロール機能に関する作用、具体的には、図６（図６Ａ～図６Ｃ）、及び、図７（図７Ａ～図７Ｃ）に示すマシンコントロール機能の作用について説明する。
尚、比較例に係るショベルは、本実施形態に係るショベル１００から、少なくとも上述のマスタ要素設定部３００７、制御基準設定部３００８が省略されている。
＜＜目標施工面における角部に対するアタッチメントの動作＞＞
図８Ａ、図８Ｂ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一例に係る作用を説明する図である。具体的には、図８Ａは、比較例に係るショベル１００のマシンコントロール機能によるアタッチメントＡＴの動作を示す図である。図８Ｂ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一例によるアタッチメントＡＴの動作を示す図である。図８Ａ、図８Ｂでは、便宜的に、アタッチメントＡＴのうちの先端部、つまり、バケット６だけを示し、アタッチメントＡＴの制御基準が目標施工面ＳＦに沿って、位置Ｐ１から位置Ｐ４まで移動する様子を表している。
尚、図８Ａにおいて、比較例に係るショベルは、アタッチメントＡＴの制御基準をバケット６の作業部位としての背面に設定している。
例えば、図８Ａ、図８Ｂに示すように、目標施工面ＳＦに、前下がりの斜面部分ＳＦ１と、水平部分ＳＦ２が含まれる場合、前下がりの斜面部分ＳＦ１と水平部分ＳＦ２との間に角部ＣＲが形成される。この前提で、斜面部分ＳＦ１から水平部分ＳＦ２にかけて連続的に掘削作業や均し作業を行う場合を想定する。
図８Ａに示すように、比較例に係るショベルでは、マスタ要素がアーム５で固定される。よって、オペレータの操作入力或いは操作指令の内容に応じて、アタッチメントＡＴの所定の制御基準（本例では、バケット６の背面）が目標施工面ＳＦに沿って移動するように、ブーム４及びバケット６の動作が制御される。
この場合、斜面部分ＳＦ１に沿って移動中のバケット６は、操作入力或いは操作指令の内容（操作量）に対応するアーム角速度に対応する移動速度で、目標施工面ＳＦの角部ＣＲに接近する（図中の位置Ｐ１，Ｐ２）。そして、目標施工面ＳＦの角部ＣＲに相当する位置Ｐ３に到達しても、アタッチメントＡＴの制御基準（つまり、バケット６の背面）は、オペレータの操作入力や操作指令の操作量に対応する移動速度で目標施工面ＳＦに沿って移動しようとする。そのため、比較例に係るショベルでは、斜面部分ＳＦ１から水平部分ＳＦ２への傾斜角度の比較的大きな変化に合わせて、バケット６の姿勢（具体的には、バケット６の背面の角度）を水平部分ＳＦ２に合わせようとしても、適切に合わせることができない場合が生じうる。例えば、目標施工面への追従性を高めるため、ある程度早いタイミングで、バケット６の姿勢を先の目標施工面部分（水平部分ＳＦ２）に合わせようとすると、図８Ａに示すように、アタッチメントＡＴの制御基準が目標施工面を超えて、角部を崩すように移動してしまう場合がありうる。また、角部を崩さないように、タイミングをなるべく遅らせて、バケット６の姿勢を先の目標施工面部分（水平部分ＳＦ２）に合わせようとすると、角部ＣＲに残土が残ってしまい、角部ＣＲを適切に形成できない場合がありうる。また、通常のマシンコントロール機能では、アーム５の操作に合わせて、ブーム４を動作させることにより、バケット６の背面等の制御基準を目標施工面に沿わせる制御が一般的である。そのため、アーム５、バケット６の重量を支える構造上の理由、及び、ブーム４自体の自重が相対的に大きいことによる理由等により、ブーム４の動作反応（応答性）は、それほど速くならず、そもそも、比較例のショベルでは、傾斜変化が相対的に大きい角部ＣＲのような部位を適切に施工できない可能性が高い。
これに対して、本実施形態では、コントローラ３０は、アタッチメントＡＴの制御基準の目標施工面に沿った移動に伴う、当該制御基準と目標施工面との間の相対的な位置関係を考慮して、マスタ要素を切り替える。具体的には、コントローラ３０は、アタッチメントＡＴの制御基準が目標施工面の角部等の近傍に位置している場合に、つまり、所定の条件（具体的には、角部等到達条件）が成立した場合に、マスタ要素をバケット６に設定する。つまり、所定の条件が成立した場合、同一の操作部（本例では、左操作レバー２６Ｌにおける前後方向の操作部や外部装置に設けられる遠隔操作用の操作装置の対応する操作部）で操作されている際に、マスタ要素となるアクチュエータが変更される。換言すれば、マスタ要素を切り替える所定の条件は、エンドアタッチメントの目標軌道（或いは、目標施工面）と、制御基準（例えば、エンドアタッチメントの作業部位）との位置関係に基づき設定されてよい。より具体的には、当該所定の条件は、例えば、"エンドアタッチメントの制御基準（例えば、エンドアタッチメントの作業部位）が目標軌道の変曲点から所定距離内に近づいたこと"に相当する。これにより、コントローラ３０は、オペレータの操作入力或いは操作指令に対応するように、アーム５を駆動するアームシリンダ８（第１のアクチュエータの一例）の代わりに、バケット６を駆動するバケットシリンダ９（第２のアクチュエータの一例）を動作させることができる。そして、コントローラ３０は、バケット６の動作に合わせて、ブーム４及びアーム５、即ち、ブーム４を駆動するブームシリンダ７、及び、アーム５を駆動するアームシリンダ８の動作を制御することができる。より具体的には、図８Ｂに示すように、バケット６の爪先を制御基準として、バケット６の爪先が角部ＣＲ上にある状態を維持したまま、バケット６がその爪先を基準として回動するように、ブーム４及びアーム５を制御し、バケット６の姿勢を自動制御する。これにより、ショベル１００は、角部ＣＲを崩すことなく、バケット６の姿勢を先の施工面部分（水平部分ＳＦ２）に合わせることができる。また、コントローラ３０は、バケット姿勢調整動作が終了すると、マスタ要素をアーム５に設定する。これにより、ショベル１００は、アーム５に関する操作或いは操作指令に対応して、角部ＣＲにバケット６の爪先を合わせた状態から次の目標施工面ＣＮの掘削等を開始できるため、角部ＣＲを適切に形成することができる。従って、本実施形態に係るショベル１００は、オペレータによる操作や自律運転機能に関する操作指令に応じて、より適切にアタッチメントＡＴの先端部を目標軌道（目標施工面の角部ＣＲ）に沿って移動させることができる。
また、本実施形態では、コントローラ３０は、アタッチメントＡＴの先端部（つまり、エンドアタッチメントに設定される制御基準）が角部等（角部ＣＲ）の近傍に位置している場合、アタッチメントＡＴの制御基準をバケット６の作業部位としての爪先に切り替える。つまり、コントローラ３０は、所定の条件（具体的には、角部等到達条件）が成立した場合、アタッチメントＡＴの制御基準をバケット６の爪先に切り替える。これにより、コントローラ３０は、図８Ｂに示すように、バケット６の作業部位としての背面を制御基準として、バケット６の背面を目標施工面ＳＦ（斜面部分ＳＦ１）に沿って移動させるならい制御を行っている場合でも、角部ＣＲでは、バケット６の爪先を制御基準として、バケット６の姿勢を適切に制御することができる。
また、本実施形態では、コントローラ３０は、アタッチメントＡＴの先端部（制御基準）が角部等（角部ＣＲ）の周辺に到達した場合、アタッチメントＡＴの制御基準、つまり、エンドアタッチメント（例えば、バケット６）の目標施工面（斜面部分ＳＦ１）に沿った移動速度を減速させる（制限する）。つまり、コントローラ３０は、所定の条件（具体的には、角部等周辺到達条件）が成立した場合、エンドアタッチメント（バケット６）の移動速度を減速させる。これにより、ショベル１００は、バケット６の爪先をより適切に角部ＣＲに合わせることができるため、角部ＣＲをより適切に形成することができる。
また、本実施形態では、コントローラ３０は、バケット姿勢調整動作が終了した場合、マスタ要素をアーム５に設定する一方、アタッチメントＡＴの制御基準の目標施工面（水平部分ＳＦ２）に沿った移動速度を制限する。そして、コントローラ３０は、徐々に、制限を緩和しながら、最終的に、オペレータの操作入力或いは操作指令の内容（操作量）に対応する移動速度まで復帰させる。これにより、アタッチメントＡＴの先端部（制御基準）の移動速度が急に高くなると、角部ＣＲがその影響で崩れてしまう可能性がありうるところ、そのような事態を回避することができる。
＜＜アタッチメントの同期が取れない場合の動作＞＞
例えば、アーム５に関する操作態様（例えば、操作速度等）や操作指令の内容によっては、アーム５の動作に合わせて、バケット６の爪先等を目標施工面に沿って移動させるために必要なブーム４、バケット６の動作が、ブーム４、バケット６の動作に関する限界（例えば、角速度や角加速度の上限値）を超えてしまう場合がありうる。
このような状況において、比較例に係るショベルの場合、アーム５の動作に対して、ブーム４は、その動作を合わせられず（同期させられず）、結果として、バケット６の爪先等の軌跡は、目標施工面を超えてしまう場合がありうる。
これに対して、本実施形態では、コントローラ３０は、オペレータによる操作内容に応じて動作するアーム５の動作に対して、ブーム４の動作が同期できなくなった、或いは、同期できなくなる可能性がある場合、つまり、所定の条件（具体的には、同期不可条件）が成立した場合、ブーム４をマスタ要素に切り替える。また、バケット６の場合についても同様である。換言すれば、コントローラ３０は、アームシリンダ８（第１のアクチュエータの一例）の動作にブームシリンダ７の動作が同期できなくなった、或いは、同期できなくなる可能性がある場合、つまり、同期不可条件が成立した場合に、オペレータの操作入力或いは操作指令に対応するように、ブームシリンダ７（第２のアクチュエータの一例）を動作させる。そして、コントローラ３０は、ブームシリンダ７の動作に合わせて、アームシリンダ８及びバケットシリンダ９の動作を制御する。バケット６を駆動するバケットシリンダ９の場合についても同様である。これにより、コントローラ３０は、アーム５の動作に同期できない動作要素（ブーム４、バケット６）が存在する場合、その動作要素の動作に合わせて、他の動作要素（スレーブ要素）を動作させるように制御態様を変えることができる。そのため、アタッチメントＡＴは、全体として同期しながら動作し、目標施工面に沿ってその先端部の制御基準を移動させることができる。従って、本実施形態に係るショベル１００は、オペレータによる操作や自律運転機能に関する操作指令に応じて、より適切にアタッチメントＡＴの先端部（例えば、制御基準として設定されるバケット６の作業部位としての爪先や背面等）を目標施工面に沿って移動させることができる。
また、例えば、目標施工面の傾斜が相対的に大きくなると、バケット６の爪先等を目標施工面に沿って移動させるために、バケット６の鉛直方向の移動量を大きくする必要がある。つまり、バケット６を水平方向に移動させるためのアーム５の動作よりも、バケット６を鉛直方向に移動させるためのブーム４の動作の方に高い応答性が求められる。そのため、目標施工面の傾斜が相対的に大きい状況では、アーム５に関する操作入力或いは操作指令の操作量に対応するアーム５の動作に合わせて、バケット６の爪先等を目標施工面に沿って移動させるために必要なブーム４の動作が、ブーム４の動作に関する限界を超え易くなる。その結果、アタッチメントＡＴの動作がぎくしゃくし、コントローラ３０は、目標施工面に沿ってバケット６をスムーズに移動させることができなくなる可能性がある。
これに対して、本実施形態では、コントローラ３０は、上述の如く、オペレータの操作入力或いは自律運転機能に関する操作指令の内容に応じて動作するアーム５の動作に対して、ブーム４の動作が同期できなくなった、或いは、同期できなくなる可能性がある場合に、ブーム４をマスタ要素に設定する。これにより、コントローラ３０は、上述の如く、ブーム４の動作に合わせて、アーム５を動作させるように制御態様を変えることができる。そのため、アタッチメントＡＴは、全体として同期しながら動作し、目標施工面に沿ってその先端部の制御基準（作業部位）を移動させることができる。従って、本実施形態に係るショベル１００は、目標施工面の傾斜が相対的に大きい場合であっても、オペレータによる操作や自律運転機能に関する操作指令に応じて、より適切にアタッチメントＡＴの先端部（作業部位）を目標施工面に沿って移動させることができる。
尚、本実施形態では、コントローラ３０は、目標施工面の傾斜が相対的に大きい場合、ブーム４の動作がアーム５の動作に同期できなくなったことをトリガとして、マスタ要素をブーム４に設定するが、目標施工面の傾斜が相対的に大きいことを直接のトリガにして、マスタ要素をブーム４に設定してもよい。つまり、コントローラ３０は、アタッチメントＡＴにおける制御基準が目標施工面における相対的に傾斜角度の大きい（例えば、傾斜角度が所定基準より大きい）急傾斜部に沿って移動している（と判断可能な所定の条件が成立した）場合に、マスタ要素をブーム４に設定してもよい。
［ショベルのマシンコントロール機能の他の例］
次に、図９～図１２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他の例について詳細に説明する。
＜ショベルのマシンコントロール機能の概要＞
まず、図９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概要について説明する。
図９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他の例の概要を説明する図である。具体的には、図９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他の例が対象とする掘削作業の一連の動作工程（作業工程）を示す図である。
本例では、ショベル１００は、掘削動作でバケット６内に土砂等を収容した後、ブーム上げ旋回動作を経て、ダンプトラックの荷台の上にバケット６内の土砂等を排土する排土動作を行い、ブーム下げ旋回動作を経て、再度、掘削動作に戻る一連の動作工程を繰り返す。このとき、コントローラ３０は、マシンコントロール機能におけるマスタ要素、つまり、オペレータ等による操作入力に対応して動作する動作要素を切り替えながら、当該一連の作業工程を対象としてマシンコントロール機能を実現する。
具体的には、コントローラ３０は、掘削動作において、アーム５をマスタ要素に設定する。そして、コントローラ３０は、アーム５に関するオペレータの操作入力或いは自律運転機能に関する操作指令に対応するアーム５の動作に合わせて、目標施工面に沿ってアタッチメントＡＴの制御基準（作業部位）が移動するように、ブーム４及びバケット６の動作を制御する。これにより、コントローラ３０は、掘削動作に関するマシンコントロール機能を実現することができる。
また、コントローラ３０は、ブーム上げ旋回開始条件が成立すると、マスタ要素をアーム５から上部旋回体３（旋回機構２）に切り替える（設定変更する）。そして、コントローラ３０は、上部旋回体３に関するオペレータの操作入力或いは自律運転機能に関する操作指令に対応する上部旋回体３の旋回動作に合わせて、アタッチメントＡＴの制御基準（例えば、バケット６の背面）が所定の目標軌道に沿って移動するように、ブーム４等の動作を制御する。このとき、目標軌道は、バケット６が所定の位置に駐車されたダンプトラックの荷台のあおり等に衝突することなく、荷台の上方空間における所定位置に向かうように予め規定される。これにより、コントローラ３０は、掘削動作からブーム上げ旋回動作への動作工程の切り替わりに応じて、ブーム上げ旋回動作に関するマシンコントロール機能を実現することができる。
また、コントローラ３０は、排土開始条件が成立すると、マスタ要素を上部旋回体３からバケット６に切り替える（設定変更する）。そして、コントローラ３０は、バケット６（の開き動作）に関するオペレータの操作入力或いは自律運転機能に関する操作指令に対応するバケット６の開き動作に合わせて、アタッチメントＡＴの制御基準（例えば、バケット６の爪先）が所定の目標軌道に沿って移動するように、アーム５等の動作を制御する。また、コントローラ３０は、アーム５（の開き動作）に関するオペレータの操作入力或いは自律運転機能に関する操作指令に対応するアーム５の開き動作に合わせて、バケット６等を制御してもよい。このとき、目標軌道は、ダンプトラックの荷台における所定の目標位置に土砂等が排土されるように予め規定される。また、ダンプトラックの荷台における目標位置は、一連の作業工程において、所定の条件に応じて、可変されてもよい。これにより、コントローラ３０は、ブーム上げ旋回動作から排土動作への動作工程の切り替わりに応じて、排土動作に関するマシンコントロール機能を実現することができる。
また、コントローラ３０は、ブーム下げ旋回開始条件が成立すると、マスタ要素をバケット６或いはアーム５から上部旋回体３に切り替える（設定変更する）。そして、コントローラ３０は、上部旋回体３に関するオペレータの操作入力或いは自律運転機能に関する操作指令に対応する上部旋回体３の旋回動作に合わせて、アタッチメントＡＴの制御基準が所定の目標軌道に沿って移動するように、ブーム４等の動作を制御する。このとき、目標軌道は、バケット６がダンプトラックの荷台の上方空間から当該荷台のあおり等に衝突することなく、掘削動作が行われていた元の作業位置に戻るように予め規定される。これにより、コントローラ３０は、排土動作からブーム下げ旋回動作への動作工程の切り替わりに応じて、ブーム下げ旋回動作に関するマシンコントロール機能を実現することができる。
また、コントローラ３０は、ブーム下げ旋回動作が終了し、再度、掘削動作が開始されると判断可能な所定の条件（以下、「掘削開始条件」）が成立すると、マスタ要素を上部旋回体３からアーム５に切り替える（設定変更する）。これにより、コントローラ３０は、ダンプトラックへの土砂等の積み込みが終了した後、再度、ショベル１００を、マシンコントロール機能に基づく掘削動作に復帰させることができる。
＜ショベルのマシンコントロール機能に関する構成＞
続いて、図１０（図１０Ａ～図１０Ｄ）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他の例に関する詳細な構成について説明する。以下、上述したマシンコントロール機能の一例（図６Ａ、図６Ｂ参照）と同様又は対応する構成については、同一の符号を付し、異なる部分を中心に説明する。
図１０Ａ～図１０Ｄは、本実施形態に係るショベル１００のマシンコントロール機能に関する詳細な構成の他の例を示す機能ブロック図である。具体的には、図１０Ａは、ショベル１００の掘削動作に関するマシンコントロール機能に対応する構成の一部分を示す機能ブロック図である。また、図１０Ｂは、ショベル１００のブーム上げ旋回動作及びブーム下げ旋回動作に関するマシンコントロール機能に対応する構成の一部分を示す機能ブロック図である。また、図１０Ｃは、ショベル１００の排土動作に関するマシンコントロール機能に対応する構成の一部分を示す機能ブロック図である。また、図１０Ｄは、ショベル１００の一連の動作工程に共通する、マシンコントロール機能の構成の他の部分を示す機能ブロック図である。
尚、図１０Ａ～図１０Ｃでは、主に、動作指令生成部３００９で生成され、出力されるマスタ指令値及びスレーブ指令値の種類が異なり、他の部分は、共通である。また、図１０Ｂ、図１０Ｃでは、コントローラ３０について、それぞれに対応するショベル１００の動作工程に関連のない機能ブロックや入力要素については、点線で示されている。
コントローラ３０は、上述の一例（図６Ａ、図６Ｂ）と同様、マシンコントロール機能に関する機能部として、操作内容取得部３００１と、目標施工面取得部３００２と、目標軌道設定部３００３と、現在位置算出部３００４と、目標位置算出部３００５と、バケット形状取得部３００６と、マスタ要素設定部３００７と、制御基準設定部３００８と、動作指令生成部３００９と、パイロット指令生成部３０１０と、姿勢角算出部３０１１を含む。これらの機能部３００１～３０１１は、例えば、スイッチＮＳが押し操作されている場合、所定の制御周期ごとに、後述する動作を繰り返し実行する。
操作内容取得部３００１は、操作圧センサ２９ＬＡ，２９ＬＢ，２９ＲＢから取り込まれる検出信号に基づき、操作装置２６（左操作レバー２６Ｌ、右操作レバー２６Ｒ）の操作内容を取得する。例えば、操作内容取得部３００１は、操作内容として、左操作レバー２６Ｌ或いは右操作レバー２６Ｒの操作方向（前方向であるか後方向であるか、或いは、左方向であるか右方向であるか）、操作量を取得（算出）する。また、ショベル１００が遠隔操作される場合、外部装置から受信される遠隔操作信号の内容に基づき、ショベル１００の半自動運転機能が実現されてもよい。この場合、上述の一例（図６Ａ）の場合と同様、操作内容取得部３００１は、外部装置から受信される遠隔操作信号に基づき、遠隔操作に関する操作内容を取得する。
目標軌道設定部３００３は、アタッチメントＡＴ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３００３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３００３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を設定する。このとき、目標軌道設定部３００３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３００３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。以下、ショベル１００のブーム下げ旋回動作に対応する目標軌道の設定についても同様である。また、目標軌道設定部３００３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３００３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３００３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３００３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を設定する。このとき、目標軌道設定部３００３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３００３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。
現在位置算出部３００４は、アタッチメントＡＴにおける制御基準（バケット６の爪先等）の位置（現在位置）を算出する。具体的には、現在位置算出部３００４は、後述する姿勢角算出部３０１１により算出されるブーム角度θ１、アーム角度θ２、バケット角度θ３、旋回角度θ４に基づき、アタッチメントＡＴの制御基準の（現在）位置を算出してよい。
目標位置算出部３００５は、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、アタッチメントＡＴの先端部（制御基準）の目標位置を算出する。当該目標位置は、アーム５に関する操作入力におけるアーム５の操作方向及び操作量に応じて動作すると仮定したときに、今回の制御周期中で到達目標とすべき目標施工面（換言すれば、目標軌道）上の位置である。目標位置算出部３００５は、例えば、不揮発性の内部メモリ等に予め格納されるマップや演算式等を用いて、アタッチメントＡＴの先端部の目標位置を算出してよい。
マスタ要素設定部３００７は、アタッチメントＡＴを構成する動作要素（ブーム４、アーム５、及びバケット６）並びに上部旋回体３（旋回機構２）のうち、オペレータの操作入力に対応して動作する動作要素、つまり、マスタ要素を設定する。
具体的には、マスタ要素設定部３００７は、上述の如く、ショベル１００による掘削動作を対象として、アーム５をマスタ要素に設定する。また、マスタ要素設定部３００７は、ブーム上げ旋回開始条件（第３の条件の一例）が成立した場合、マスタ要素をアーム５から上部旋回体３に切り替える。このとき、ブーム上げ旋回開始条件は、例えば、上述の如く、左操作レバー２６Ｌ（第１操作部及び第２操作部の一例）が前後方向に操作されている状態から前後方向に操作される状態に切り替わることである。また、ショベル１００が遠隔操作される場合、ブーム上げ旋回開始条件は、例えば、遠隔操作信号で指定される遠隔操作の内容がアーム５に関する操作を表している状態から上部旋回体３に関する操作を表している状態に切り替わることであってよい。即ち、ブーム上げ旋回開始条件は、アーム５に関する操作がされる状態から上部旋回体３に関する操作がされる状態に切り替わることであってよい。また、マスタ要素設定部３００７は、排土開始条件（第４の条件の一例）が成立した場合、マスタ要素を上部旋回体３からバケット６に切り替える。このとき、排土開始条件は、例えば、上述の如く、左操作レバー２６Ｌ（第３操作部の一例）が左右方向に操作される状態から右操作レバー２６Ｒ（第４操作部の一例）が左右方向（具体的には、右方向）に操作される状態に切り替わることである。また、ショベル１００が遠隔操作される場合、排土開始条件は、例えば、遠隔操作信号で指定される遠隔操作の内容が上部旋回体３に関する操作を表している状態からバケット６に関する操作（具体的には、開き操作）を表している状態に切り替わることであってよい。即ち、排土開始条件は、上部旋回体３に関する操作が行われる状態からバケット６に関する（開き）操作が行われる状態に切り替わることであってよい。また、マスタ要素設定部３００７は、ブーム下げ旋回開始条件が成立した場合、マスタ要素をバケット６から上部旋回体３に切り替える。このとき、ブーム下げ旋回開始条件は、例えば、上述の如く、右操作レバー２６Ｒが左右方向に操作される状態から左操作レバー２６Ｌが左右方向に操作される状態に切り替わることである。また、ショベル１００が遠隔操作される場合、ブーム下げ旋回開始条件は、例えば、遠隔操作信号で指定される遠隔操作の内容がバケット６（或いはアーム５）に関する（開き）操作を表している状態から上部旋回体３に関する操作を表している状態に切り替わることであってよい。即ち、ブーム下げ旋回開始条件は、バケット６（或いはアーム５）に関する（開き）操作がされる状態から上部旋回体３に関する操作がされる状態に切り替わることであってよい。また、マスタ要素設定部３００７は、掘削開始条件が成立した場合、マスタ要素を上部旋回体３からアーム５に切り替える。このとき、掘削開始条件は、例えば、左操作レバー２６Ｌが左右方向に操作される状態から前後方向に操作される状態に切り替わることである。また、ショベル１００が遠隔操作される場合、掘削開始条件は、例えば、遠隔操作信号で指定される遠隔操作の内容が上部旋回体３の操作を表している状態からアーム５に関する操作を表している状態に切り替わることであってよい。即ち、掘削開始条件は、上部旋回体３が操作される状態からアーム５が操作される状態に切り替わることであってよい。マスタ要素設定部３００７による具体的なマスタ要素の設定方法については後述する（図１１Ａ～図１１Ｃ参照）。
尚、左操作レバー２６Ｌのうち、前後方向の傾倒操作に対応する部分が第１の操作部の一例に相当し、左右方向の傾倒操作に対応する部分が第２の操作部の一例に相当する。
制御基準設定部３００８は、アタッチメントＡＴにおける制御基準を設定する。例えば、制御基準設定部３００８は、ショベル１００による動作工程の切り替わりに応じて、自動的に、アタッチメントＡＴの制御基準を設定（変更）してもよい。具体的には、制御基準設定部３００８は、動作工程ごとに、つまり、掘削動作、ブーム上げ旋回動作、排土動作、ブーム下げ旋回動作のそれぞれに対して予め規定される制御基準を、動作工程の切り替わりに応じて切り替える。このとき、動作工程ごとの制御基準は、予め規定されていてもよいし、入力装置７２を通じたオペレータ等による操作に応じて、設定（変更）可能であってもよい。また、制御基準設定部３００８は、上述のマスタ要素の切り替え（設定変更）の場合と同様の方法で、動作工程の切り替わりを判定してよい。
動作指令生成部３００９は、アタッチメントＡＴにおける制御基準の目標位置に基づき、ブーム４の動作に関する指令値（以下、「ブーム指令値」）β１ｒ、アーム５の動作に関する指令値（以下、「アーム指令値」）β２ｒ、及びバケット６の動作に関する指令値（「バケット指令値」）β３ｒ、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」）β４ｒのうちの少なくとも二つを生成する。例えば、ブーム指令値β１ｒ、アーム指令値β２ｒ、バケット指令値β３ｒ、及び旋回指令値β４ｒは、それぞれ、アタッチメントＡＴにおける制御基準が目標位置を実現するために必要なブーム角速度、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３００９は、マスタ指令値生成部３００９Ａと、スレーブ指令値生成部３００９Ｂ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、アタッチメントＡＴにおける制御基準が目標位置を実現したときのブーム角度、アーム角度、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、アタッチメントＡＴにおける制御基準が目標位置を実現するために必要な角加速度等であってもよい。
マスタ指令値生成部３００９Ａは、アタッチメントＡＴを構成する動作要素（ブーム４、アーム５、及びバケット６）及び上部旋回体３（旋回機構２）のうち、マスタ要素の動作に関する指令値、つまり、マスタ指令値を生成する。
図１０Ａに示すように、マスタ指令値生成部３００９Ａは、例えば、マスタ要素設定部３００７により設定されているマスタ要素がアーム５の場合、つまり、ショベル１００による掘削動作が行われる場合、マスタ指令値として、アーム指令値β２ｒを生成し、アームパイロット指令生成部３０１０Ｂに向けて出力する。具体的には、マスタ指令値生成部３００９Ａは、アーム５に関する操作入力の内容（操作方向及び操作量）に対応するアーム指令値β２ｒを生成する。例えば、マスタ指令値生成部３００９Ａは、アーム５に関する操作入力の内容と、アーム指令値β２ｒとの関係を規定する所定のマップや変換式等に基づき、アーム指令値β２ｒを生成してよい。
また、図１０Ｂに示すように、マスタ指令値生成部３００９Ａは、例えば、マスタ要素設定部３００７により設定されているマスタ要素が上部旋回体３の場合、つまり、ショベル１００による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、マスタ指令値として、旋回指令値β４ｒを生成し、後述する旋回パイロット指令生成部３０１０Ｄに向けて出力する。具体的には、マスタ指令値生成部３００９Ａは、上部旋回体３に関する操作入力の内容（操作方向及び操作量）に対応する旋回指令値β４ｒを生成する。例えば、マスタ指令値生成部３００９Ａは、上部旋回体３に関する操作入力の内容と、旋回指令値β４ｒ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β４ｒを生成してよい。
また、図１０Ｃに示すように、マスタ指令値生成部３００９Ａは、例えば、マスタ要素設定部３００７により設定されているマスタ要素がバケット６である場合、つまり、ショベル１００による排土動作が行われる場合、マスタ指令値として、バケット指令値β３ｒを生成し、バケットパイロット指令生成部３０１０Ｃに向けて出力する。具体的には、マスタ指令値生成部３００９Ａは、バケット６に関する操作入力の内容（操作方向及び操作量）に対応するバケット指令値β３ｒを生成する。例えば、マスタ指令値生成部３００９Ａは、バケット６に関する操作入力の内容と、バケット指令値β３ｒとの関係を規定する所定のマップや変換式等に基づき、バケット指令値β３ｒを生成してよい。
尚、キャビン１０のオペレータによって操作装置２６が操作される場合、マスタ指令値生成部３００９Ａは、マスタ指令値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、左操作レバー２６Ｌの前後操作に対応するパイロット圧が、シャトル弁３２ＡＬ，３２ＡＲ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しうるからである。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、左操作レバー２６Ｌの左右操作に対応するパイロット圧が、シャトル弁３２ＤＬ，３２ＤＲ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しうるからである。また、ショベル１００の排土動作が行われる場合、右操作レバー２６Ｒの左右操作に対応するパイロット圧が、シャトル弁３２ＣＬ，３２ＣＲ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３００９Ｂは、アタッチメントＡＴを構成する動作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）、アタッチメントＡＴ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動作要素（スレーブ要素）の動作に関する指令値、つまり、スレーブ指令値を生成する。
図１０Ａに示すように、スレーブ指令値生成部３００９Ｂは、例えば、マスタ要素設定部３００７によりアーム５がマスタ要素に設定されている場合、つまり、ショベル１００による掘削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β１ｒ及びバケット指令値β３ｒを生成する。具体的には、スレーブ指令値生成部３００９Ｂは、アーム５の動作に合わせて（同期して）、ブーム４及びバケット６が動作し、アタッチメントＡＴの制御基準が目標位置を実現できるように（つまり、目標施工面に沿って移動するように）、ブーム指令値β１ｒ及びバケット指令値β３ｒを生成する。そして、スレーブ指令値生成部３００９Ｂは、ブーム指令値β１ｒ及びバケット指令値β３ｒを、それぞれ、ブームパイロット指令生成部３０１０Ａ及びバケットパイロット指令生成部３０１０Ｃに出力する。これにより、コントローラ３０は、アーム５に関する操作入力に対応するアーム５の動作に合わせて（つまり、同期させて）、ブーム４及びバケット６を動作させることで、アタッチメントＡＴの制御基準を目標施工面に沿って移動させることができる。つまり、アーム５（アームシリンダ８）は、アーム５に関する操作入力に対応して動作し、ブーム４（ブームシリンダ７）及びバケット６（バケットシリンダ９）は、バケット６の爪先等のアタッチメントＡＴの先端部（作業部位）が目標施工面に沿って移動するように、アーム５（アームシリンダ８）の動作に合わせて、その動作が制御される。
また、図１０Ｂに示すように、スレーブ指令値生成部３００９Ｂは、例えば、マスタ要素設定部３００７により上部旋回体３がマスタ要素に設定されている場合、つまり、ショベル１００による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β１ｒ、アーム指令値β２ｒ、及びバケット指令値β３ｒを生成する。具体的には、スレーブ指令値生成部３００９Ｂ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、アタッチメントＡＴの制御基準が目標位置を実現できるように（つまり、目標軌道に沿って移動するように）、ブーム指令値β１ｒ、アーム指令値β２ｒ、及びバケット指令値β３ｒを生成する。そして、スレーブ指令値生成部３００９Ｂは、ブーム指令値β１ｒ、アーム指令値β２ｒ、及びバケット指令値β３ｒを、それぞれ、ブームパイロット指令生成部３０１０Ａ、アームパイロット指令生成部３０１０Ｂ、及びバケットパイロット指令生成部３０１０Ｃに出力する。これにより、コントローラ３０は、上部旋回体３に関する操作入力に対応する上部旋回体３の旋回動作に合わせて（つまり、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、アタッチメントＡＴ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、上部旋回体３に関する操作入力に対応して動作し、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の背面等のアタッチメントＡＴの先端部（作業部位）が目標軌道に沿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。
また、図１０Ｃに示すように、スレーブ指令値生成部３００９Ｂは、例えば、マスタ要素設定部３００７によりバケット６がマスタ要素に設定されている場合、つまり、ショベル１００による排土動作が行われる場合、スレーブ指令値として、アーム指令値β２ｒを生成する。具体的には、スレーブ指令値生成部３００９Ｂは、バケット６の開き動作に合わせて（同期して）、アーム５が動作し、アタッチメントＡＴの制御基準が目標位置を実現できるように（つまり、目標軌道に沿って移動するように）、アーム指令値β２ｒを生成する。そして、図１０Ｄに示すように、スレーブ指令値生成部３００９Ｂは、アーム指令値β２ｒを、それぞれ、ブームパイロット指令生成部３０１０Ａ、アームパイロット指令生成部３０１０Ｂ、及びバケットパイロット指令生成部３０１０Ｃに出力する。これにより、コントローラ３０は、バケット６に関する（開き）操作に対応するバケット６の動作に合わせて（つまり、同期させて）、アーム５を動作させることで、アタッチメントＡＴ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、バケット６（バケットシリンダ９）は、バケット６に関する操作入力に対応して動作し、アーム５（アームシリンダ８）は、バケット６の爪先等のアタッチメントＡＴの先端部（制御基準）が目標軌道に沿って移動するように、バケット６（バケットシリンダ９）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３０１０は、ブーム指令値β１ｒ、アーム指令値β２ｒ、バケット指令値β３ｒ、及び旋回指令値β４ｒ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３０１０は、ブームパイロット指令生成部３０１０Ａと、アームパイロット指令生成部３０１０Ｂと、バケットパイロット指令生成部３０１０Ｃと、旋回パイロット指令生成部３０１０Ｄを含む。
旋回パイロット指令生成部３０１０Ｄは、旋回指令値β４ｒと、後述する旋回角度算出部３０１１Ｄ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３０１０Ｄ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、上述の如く、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シャトル弁３２ＤＬ，３２ＤＲを介して、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β４ｒ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３０１１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３０１１は、ブーム角度算出部３０１１Ａと、アーム角度算出部３０１１Ｂと、バケット角度算出部３０１１Ｃと、旋回角度算出部３０１１Ｄを含む。
旋回角度算出部３０１１Ｄ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。
＜ショベルのマシンコントロール機能に関する処理＞
続いて、図１１（図１１Ａ～図１１Ｃ）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他の例に関する処理フローについて説明する。
図１１Ａ～図１１Ｃは、本実施形態に係るショベル１００のコントローラ３０によるマシンコントロール機能に関する処理の他の例、具体的には、マスタ切替処理の他の例を概略的に示すフローチャートである。より具体的には、図１１Ａ～図１１Ｃは、それぞれ、マスタ要素がアーム５、上部旋回体３、及びバケット６に設定されている場合、つまり、ショベル１００による掘削動作、ブーム上げ旋回動作或いはブーム下げ旋回動作、及び排土動作が行われる場合のマスタ切替処理を示すフローチャートである。以下、図１１Ａ～図１１Ｃは、マシンコントロール機能が有効な場合、例えば、スイッチＮＳが押し操作されている場合に、上述の制御周期ごとに繰り返し実行されてよい。以下、本例では、キャビン１０のオペレータによって操作装置２６（左操作レバー２６Ｌ、右操作レバー２６Ｒ）が操作される場合について説明を行うが、上述の如く、遠隔操作される場合についても同様であってよい。
＜＜掘削動作時のマスタ切替処理＞＞
ステップＳ４０２にて、マスタ要素設定部３００７は、操作圧センサ２９ＬＡ，２９ＬＢの検出信号に基づき、左操作レバー２６Ｌの傾倒方向が前後方向から左右方向に変化したか否かを判定する。マスタ要素設定部３００７は、左操作レバー２６Ｌの傾倒方向が前後方向から左右方向に変化した場合、ステップＳ４０４に進み、それ以外の場合、今回の処理を終了する。
ステップＳ４０４にて、マスタ要素設定部３００７は、マスタ要素を上部旋回体３（旋回機構２）に設定する。つまり、マスタ要素設定部３００７は、マスタ要素をアーム５から上部旋回体３に切り替えて、今回の処理を終了する。
＜＜ブーム上げ旋回動作時或いはブーム下げ旋回動作時のマスタ切替処理＞＞
ステップＳ５０２にて、マスタ要素設定部３００７は、旋回状態センサＳ５や操作圧センサ２９ＬＢの検出信号に基づき、上部旋回体３が旋回停止したか否かを判定する。マスタ要素設定部３００７は、上部旋回体３が旋回停止している場合、ステップＳ５０４に進み、旋回停止していない場合、今回の処理を終了する。
ステップＳ５０４にて、マスタ要素設定部３００７は、操作圧センサ２９ＬＢ，２９ＲＢの検出信号に基づき、左操作レバー２６Ｌが左右操作される状態から右操作レバー２６Ｒが左右方向（具体的には、右方向）に操作される状態に変化したか否かを判定する。マスタ要素設定部３００７は、左操作レバー２６Ｌが左右操作される状態から右操作レバー２６Ｒが左右方向（具体的には、右方向）に操作される状態に変化した場合、ステップＳ５０６に進み、それ以外の場合、ステップＳ５０８に進む。
ステップＳ５０６にて、マスタ要素設定部３００７は、マスタ要素をバケット６に設定する。つまり、マスタ要素設定部３００７は、マスタ要素を上部旋回体３からバケット６に切り替えて、今回の処理を終了する。
一方、ステップＳ５０８にて、マスタ要素設定部３００７は、操作圧センサ２９ＬＡ，２９ＬＢの検出信号に基づき、左操作レバー２６Ｌが左右操作される状態から前後操作される状態に変化したか否かを判定する。マスタ要素設定部３００７は、左操作レバー２６Ｌが左右操作される状態から前後操作される状態に変化した場合、ステップＳ５１０に進み、それ以外の場合、今回の処理を終了する。
ステップＳ５１０にて、マスタ要素設定部３００７は、マスタ要素をアーム５に設定する。つまり、マスタ要素設定部３００７は、マスタ要素を上部旋回体３からアーム５に切り替えて、今回の処理を終了する。
尚、マスタ要素設定部３００７は、ショベル１００がブーム上げ旋回動作中かブーム下げ旋回動作中かを予め判定してもよい。この場合、マスタ要素設定部３００７は、マスタ要素の切り替わりの履歴等に基づき、ショベル１００がブーム上げ旋回動作中であるか、ブーム下げ旋回動作中であるかを判定できる。そして、マスタ要素設定部３００７は、ショベル１００がブーム上げ旋回動作中の場合、ステップＳ５０８，Ｓ５１０が省略されたフローチャートを実行し、ショベル１００がブーム下げ旋回動作中の場合、ステップＳ５０４，Ｓ５０６が省略され、ステップＳ５０２がＹＥＳの場合、ステップＳ５０８に進む形に修正されたフローチャートを実行してよい。
＜＜排土動作時のマスタ切替処理＞＞
ステップＳ６０２にて、マスタ要素設定部３００７は、操作圧センサ２９ＬＢ，２９ＲＢの検出信号に基づき、右操作レバー２６Ｒが左右操作される状態から左操作レバー２６Ｌが左右操作される状態に変化したか否かを判定する。マスタ要素設定部３００７は、右操作レバー２６Ｒが左右操作される状態から左操作レバーが左右操作される状態に変化した場合、ステップＳ６０４に進み、それ以外の場合、今回の処理を終了する。
ステップＳ６０４にて、マスタ要素設定部３００７は、上部旋回体３をマスタ要素に設定する。つまり、マスタ要素設定部３００７は、マスタ要素をバケット６から上部旋回体３に切り替えて、今回の処理を終了する。
＜ショベルのマシンコントロール機能に関する作用＞
続いて、図１２（図１２Ａ、図１２Ｂ）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他の例に関する作用、具体的には、図９～図１１に示すマシンコントロール機能の作用について説明する。
図１２Ａ、図１２Ｂは、それぞれ、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他の例の作用を説明する図である。具体的には、図１２Ａ，図１２Ｂは、ショベル１００の掘削動作、ブーム上げ旋回動作、排土動作、及びブーム下げ旋回動作の一連の動作工程におけるアタッチメントＡＴの動作を示す上面図及び側面図である。
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る。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」）がショベル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）を通じて検出されることにより、検出された積み込み状態に応じて、変更されてもよい。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として設定されてもよい。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１２Ａ、図１２Ｂに示すように、本例では、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を、ブーム上げ旋回動作で位置Ｐ１１からダンプトランクＤＴのあおりの高さＨｄよりも高い位置Ｐ１２まで持ち上げる。その後、ショベル１００は、バケット６を開きながら、アーム５を開く排土動作を行い、バケット６を位置Ｐ１２からダンプトラックＤＰ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。そして、ショベル１００は、マシンコントロール機能により、ブーム下げ旋回動作で位置Ｐ１３から（位置Ｐ１２を経由して）位置Ｐ１１まで戻り、一連の動作工程の１サイクルを終了する。
通常、オペレータ等は、このような一連の動作工程を操作装置２６に対する複合操作を駆使して実現する。そのため、オペレータ等の操作熟練度によっては、その作業性が低下する可能性がある。
これに対して、本実施形態では、上述の一連の動作工程を前提として、コントローラ３０は、操作装置２６における操作状態に関する所定の条件が成立した場合、マシンコントロール機能におけるマスタ要素を切り替える。本例における当該所定の条件は、操作されていなかった操作対象が、所定の操作部（操作装置２６）を通じて、操作開始された場合に相当する。
具体的には、コントローラ３０は、左操作レバー２６Ｌが前後操作される状態から左右操作される状態に切り替わることにより、ブーム上げ旋回開始条件が成立すると、上述の如く、マスタ要素をアーム５から上部旋回体３に切り替える。これにより、コントローラ３０は、左操作レバー２６Ｌの前後操作に対応して動作するアームシリンダ８（第１のアクチュエータの一例）の動作に合わせるように、ブームシリンダ７（他のアクチュエータの一例）等の動作を制御する状態から、左操作レバー２６Ｌの左右操作に対応して動作する旋回油圧モータ２Ａ（第２のアクチュエータの一例）の動作に合わせるように、ブームシリンダ７等の動作を制御する状態に遷移する。よって、オペレータ等は、上述の如く、左操作レバー２６Ｌの操作方向（傾倒方向）を前後方向から左右方向に切り替えるだけで、マシンコントロール機能によるショベル１００の動作工程を掘削動作からブーム上げ旋回動作に移行させることができる。
また、コントローラ３０は、左操作レバー２６Ｌが左右操作される状態から右操作レバー２６Ｒが左右操作される状態に切り替わることにより、排土開始条件が成立すると、上述の如く、マスタ要素を上部旋回体３からバケット６に切り替える。これにより、コントローラ３０は、左操作レバー２６Ｌの左右操作に対応して動作する旋回油圧モータ２Ａ（第１のアクチュエータの一例）の動作に合わせるように、ブームシリンダ７等（他のアクチュエータの一例）の動作を制御する状態から、右操作レバー２６Ｒの左右操作に対応して動作するバケットシリンダ９（第２のアクチュエータの一例）の動作に合わせるように、アームシリンダ８等の動作を制御する状態に遷移する。よって、オペレータ等は、上述の如く、操作装置２６における操作対象を、左操作レバー２６Ｌの左右操作から右操作レバー２６Ｒの左右操作に切り替えるだけで、マシンコントロール機能によるショベル１００に動作工程をブーム上げ旋回動作から排土動作に移行させることができる。
また、コントローラ３０は、右操作レバー２６Ｒが左右操作される状態から左操作レバー２６Ｌが左右操作される状態に切り替わることにより、ブーム下げ旋回開始条件が成立すると、上述の如く、マスタ要素をバケット６から上部旋回体３に切り替える。これにより、コントローラ３０は、右操作レバー２６Ｒの左右操作に対応して動作するバケットシリンダ９（第１のアクチュエータの一例）の動作に合わせるように、アームシリンダ８（他のアクチュエータの一例）等の動作を制御する状態から、左操作レバー２６Ｌの左右操作に対応して動作する旋回油圧モータ２Ａ（第２のアクチュエータの一例）の動作に合わせるように、ブームシリンダ７等の動作を制御する状態に遷移する。よって、オペレータ等は、上述の如く、操作装置２６における操作対象を、右操作レバー２６Ｒの左右操作から左操作レバー２６Ｌの左右操作に切り替えるだけで、マシンコントロール機能によるショベル１００の動作工程を排土動作からブーム下げ旋回動作に切り替えることができる。
また、コントローラ３０は、左操作レバー２６Ｌが左右操作される状態から前後操作される状態に切り替わることにより、掘削開始条件が成立すると、上述の如く、マスタ要素を上部旋回体３からアーム５に切り替える。これにより、コントローラ３０は、左操作レバー２６Ｌの左右操作に対応して動作する旋回油圧モータ２Ａの動作に合わせるように、ブームシリンダ７（他のアクチュエータの一例）等を制御する状態から、左操作レバー２６Ｌの前後操作に対応して動作するアーム５の動作に合わせるように、ブーム４等の動作を制御する状態に遷移する。よって、オペレータ等は、上述の如く、左操作レバー２６Ｌの操作方向を左右方向から前後方向に切り替えるだけで、マシンコントロール機能によるショベル１００の動作工程をブーム下げ旋回動作から掘削動作に復帰させることができる。
つまり、アーム５に関する操作（つまり、左操作レバー２６Ｌの前後操作）によるショベル１００の掘削動作は、バケット６が位置Ｐ１０から位置Ｐ１１に到達した状態で終了され、その後、旋回操作（つまり、左操作レバー２６Ｌの左右操作）がされると、バケット６が位置Ｐ１１から位置Ｐ１３に向かうように、ショベル１００のブーム上げ旋回動作が開始される。そして、バケット６が位置Ｐ１３に到達後、バケット６に関する操作（つまり、右操作レバー２６Ｒの左右操作）がされると、ショベル１００の排土動作が開始される。
また、上述の如く、ショベル１００のブーム下げ旋回動作の前に、均し動作が加えられてもよい。つまり、コントローラ３０は、所定の条件（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よい。例えば、均し動作開始条件は、上述の如く、"バケット６からダンプトラックの荷台に落下する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、上述の如く、"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５に関する操作がされた（つまり、左操作レバー２６Ｌが前後方向に操作された）ことの条件を含んでもよい。この場合、コントローラ３０は、上述の如く、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。
このように、オペレータ等は、複数の動作要素（アクチュエータ）に対応する複合操作を行うことなく、単一操作の操作対象を所定の条件に沿って切り替えていくだけで、容易に、上述の一連の動作工程をショベル１００に行わせることができる。よって、オペレータ等は、その熟練度が低い場合であっても、所定の目標軌道（例えば、図中の位置Ｐ１から位置Ｐ２を経由して位置Ｐ３に至る点線の軌道）に沿って、アタッチメントＡＴの先端部（制御基準）を移動させることができる。換言すれば、本実施形態に係るショベル１００は、オペレータによる操作に応じて、より適切にアタッチメントＡＴの先端部を目標軌道（具体的には、一連の動作工程に亘る目標軌道）に沿って移動させることができる。従って、本実施形態に係るショベル１００は、上述の一連の動作工程を通じたオペレータ等の操作性を向上させることができると共に、作業性を高めることができる。
［ショベルのマシンコントロール機能の更に他の例］
次に、図１３、図１４（図１４Ａ、図１４Ｂ）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更に他の例について詳細に説明する。本例では、ショベル１００は、自律運転機能に基づき、上述の他の例（図９～図１２）と同様の一連の作業を行う。
本例に係るショベル１００のマシンコントロール機能に関する構成と上述の他の例の構成（図１０Ａ～図１０Ｄ）との相違点は、上述の一例の半自動運転機能に対応する図６Ａに対する自律運転機能に対応する図６Ｃの相違点と同様である。即ち、本例に係るショベル１００のマシンコントロール機能に関する構成は、操作内容取得部３００１の機能に代えて、作業内容取得部３００１Ａの機能が採用される以外、上述の他の例（図１０Ａ～図１０Ｄ）と同様である。そのため、本例では、ショベル１００のマシンコントロール機能に関する構成の図示を省略し、図１０Ａ～図１０Ｄを適宜援用して説明を行う。
＜ショベルのマシンコントロール機能の概要＞
まず、図１３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更に他の例の概要について説明する。
図１３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更に他の例の概要を説明する図である。具体的には、図１３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更に他の例が対象とする掘削作業の一連の動作工程（作業工程）を示す図である。
本例では、ショベル１００は、上述の図９の場合と同様、掘削動作でバケット６内に土砂等を収容した後、ブーム上げ旋回動作を経て、ダンプトラックの荷台の上にバケット６内の土砂等を排土する排土動作を行い、ブーム下げ旋回動作を経て、再度、掘削動作に戻る一連の動作工程を繰り返す。このとき、コントローラ３０は、マシンコントロール機能（自律運転機能）におけるマスタ要素、つまり、操作指令に対応して動作する動作要素を切り替えながら、当該一連の作業工程を対象としてマシンコントロール機能を実現する。
具体的には、コントローラ３０は、掘削動作において、アーム５をマスタ要素に設定する。そして、コントローラ３０は、操作指令に対応するアーム５の動作に合わせて、目標施工面に沿ってアタッチメントＡＴの制御基準（作業部位）が移動するように、ブーム４及びバケット６の動作を制御する。また、コントローラ３０は、掘削動作において、バケット６をマスタ要素に設定してもよい。例えば、掘削長さや掘削深さが相対的に小さい状況もありうるからである。これにより、コントローラ３０は、掘削動作に関するマシンコントロール機能を実現することができる。
また、コントローラ３０は、アタッチメントＡＴの制御基準（作業部位）が目標軌道上における掘削動作の目標終了位置（以下、「掘削目標終了位置」）に到達すると、マスタ要素をアーム５から上部旋回体３（旋回機構２）に切り替える（設定変更する）。そして、コントローラ３０は、操作指令に対応する上部旋回体３の旋回動作に合わせて、アタッチメントＡＴの制御基準（例えば、バケット６の背面等の作業部位）が所定の目標軌道に沿って移動するように、ブーム４等の動作を制御する。このとき、目標軌道は、バケット６が所定の位置に駐車されたダンプトラックの荷台のあおり等に衝突することなく、荷台の上方空間における所定位置に向かうように予め規定されてよい。これにより、コントローラ３０は、掘削動作からブーム上げ旋回動作への動作工程の切り替わりに応じて、ブーム上げ旋回動作に関するマシンコントロール機能を実現することができる。
また、コントローラ３０は、アタッチメントＡＴの制御基準（作業部位）が目標軌道上におけるブーム上げ旋回動作の終了目標位置（以下、「旋回目標終了位置」）に到達すると、マスタ要素を上部旋回体３からバケット６に切り替える（設定変更する）。そして、コントローラ３０は、操作指令に対応するバケット６の開き動作に合わせて、アタッチメントＡＴの制御基準（例えば、バケット６の爪先等の作業部位）が所定の目標軌道に沿って移動するように、アーム５等の動作を制御する。このとき、目標軌道は、ダンプトラックの荷台における所定の目標位置に土砂等が排土されるように予め規定される。ダンプトラックの荷台における目標位置は、一連の作業工程において、所定の条件に応じて、可変されてもよい。また、コントローラ３０は、アタッチメントＡＴの制御基準（作業部位）が目標軌道上における旋回目標終了位置に到達すると、マスタ要素を上部旋回体３からアーム５に切り替えてもよい。ダンプトラックに既に積み込まれている土砂の形状によっては、ショベル１００の機体から相対的に離れた場所に土砂を排土する必要が生じ得るからである。これにより、コントローラ３０は、ブーム上げ旋回動作から排土動作への動作工程の切り替わりに応じて、排土動作に関するマシンコントロール機能を実現することができる。
また、コントローラ３０は、アタッチメントＡＴの制御基準（作業部位）が目標軌道上における排土動作の目標終了位置に到達すると、マスタ要素をバケット６から上部旋回体３に切り替える（設定変更する）。そして、コントローラ３０は、操作指令に対応する上部旋回体３の旋回動作に合わせて、アタッチメントＡＴの制御基準が所定の目標軌道に沿って移動するように、ブーム４等の動作を制御する。このとき、目標軌道は、バケット６がダンプトラックの荷台の上方空間から当該荷台のあおり等に衝突することなく、掘削動作が行われていた元の作業位置に戻るように予め規定される。これにより、コントローラ３０は、排土動作からブーム下げ旋回動作への動作工程の切り替わりに応じて、ブーム下げ旋回動作に関するマシンコントロール機能を実現することができる。
また、コントローラ３０は、アタッチメントＡＴの制御基準（作業部位）が目標軌道上におけるブーム下げ旋回動作の目標終了位置、即ち、掘削動作の目標開始位置（以下、「掘削目標開始位置」）に到達すると、マスタ要素を上部旋回体３からアーム５或いはバケット６に切り替える（設定変更する）。これにより、コントローラ３０は、ダンプトラックへの土砂等の積み込みが終了した後、再度、ショベル１００を、マシンコントロール機能に基づく掘削動作に復帰させることができる。
このように、本例では、コントローラ３０は、目標軌道上における現在の動作工程の目標終了位置への到達に合わせて、自律運転機能に基づき生成される操作指令に応じた動作するマスタ要素を切り替えることができる。
＜ショベルのマシンコントロール機能に関する処理＞
続いて、図１４Ａ、図１４Ｂを参照して、本実施形態に係るショベル１００のコントローラ３０によるマシンコントロール機能の更に他の例に関する処理フローについて説明する。
図１４Ａ、図１４Ｂは、本実施形態に係るショベル１００のコントローラ３０によるマシンコントロール機能に関する処理の更に他の例、具体的には、マスタ切替処理の更に他の例を概略的に示すフローチャートである。図１４Ａ、図１４Ｂのフローチャートは、ショベル１００の自律運転機能が有効な場合に、繰り返し実行されてよい。
図１４Ａに示すように、ステップＳ７０２にて、コントローラ３０は、アタッチメントＡＴの作業部位（例えば、バケット６の爪先等）が掘削動作の目標軌道上における掘削目標終了位置に到達したか否かを判定する。コントローラ３０は、アタッチメントＡＴの作業部位（制御基準）が掘削目標終了位置に到達した場合、ステップＳ７０４に進み、到達していない場合、到達するまで本ステップの処理を繰り返す。
ステップＳ７０４にて、コントローラ３０は、マスタ要素をアーム５から上部旋回体３に切り替える。コントローラ３０は、ステップＳ７０４の処理が完了すると、ステップＳ７０６に進む。
ステップＳ７０６にて、コントローラ３０は、アタッチメントＡＴの作業部位（例えば、バケット６の背面等）がブーム上げ旋回動作の目標軌道上における旋回目標終了位置に到達したか否かを判定する。コントローラ３０は、アタッチメントＡＴの作業部位が旋回目標終了位置に到達している場合、ステップＳ７０８に進み、到達していない場合、到達するまで本ステップの処理を繰り返す。
ステップＳ７０８にて、コントローラ３０は、空間認識装置７０の出力に基づき、ダンプトラックの荷台の土砂の形状を判断する。コントローラ３０は、ステップＳ７０８の処理が完了すると、ステップＳ７１０に進む。
ステップＳ７１０にて、コントローラ３０は、ダンプトラックの荷台におけるショベル１００の機体に相対的に近い領域の土砂の量が相対的に少ないか否かを判定する。コントローラ３０は、ショベル１００の機体に相対的に近い領域の土砂の量が相対的に少ない場合、ステップＳ７１２に進み、相対的に少なくない、即ち、相対的に多い場合、ステップＳ７１４に進む。
ステップＳ７１２にて、コントローラ３０は、マスタ要素を上部旋回体３からバケット６に切り替える。これにより、コントローラ３０は、操作指令に合わせてバケット６を動作させることで、ダンプトラックの荷台におけるショベル１００の機体から相対的に近い領域にバケット６の土砂を排土させることができる。コントローラ３０は、ステップＳ７１２の処理が完了すると、ステップＳ７１６に進む。
一方、ステップＳ７１４にて、コントローラ３０は、マスタ要素を上部旋回体３からアーム５に切り替える。これにより、コントローラ３０は、操作指令に合わせてアーム５を動作させることで、ダンプトラックの荷台におけるショベル１００の機体から相対的に離れた領域にバケット６の土砂を排土させることができる。コントローラ３０は、ステップＳ７１４の処理が完了すると、ステップＳ７１６に進む。
図１４Ｂに示すように、ステップＳ７１６にて、コントローラ３０は、アタッチメントＡＴの作業部位（例えば、バケット６の爪先等）が排土動作の目標軌道上における排土目標終了位置に到達したか否かを判定する。コントローラ３０は、アタッチメントＡＴの作業部位が排土目標終了位置に到達している場合、ステップＳ７１８に進み、到達していない場合、到達するまで本ステップの処理を繰り返す。
ステップＳ７１８にて、コントローラ３０は、マスタ要素をバケット６或いはアーム５から上部旋回体３に切り替える。コントローラ３０は、ステップＳ７１８の処理が完了すると、ステップＳ７２０に進む。
ステップＳ７２０にて、コントローラ３０は、アタッチメントＡＴの作業部位（例えば、バケット６の背面等）がブーム下げ旋回動作の目標軌道上における掘削目標開始位置に到達したか否かを判定する。コントローラ３０は、アタッチメントＡＴの作業部位が掘削目標開始位置に到達している場合、ステップＳ７２２に進み、到達していない場合、到達するまで本ステップの処理を繰り返す。
ステップＳ７２２にて、コントローラ３０は、マスタ要素を上部旋回体３からマスタ要素をアーム５に切り替える。コントローラ３０は、ステップＳ７２２の処理が完了すると、今回の本フローチャートの処理を終了する。
このように、本例では、コントローラ３０は、排土動作の開始時に、排土場所（ダンプトラックの荷台）の土砂の形状に基づき、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）の何れか一方をマスタ要素として選択する。具体的には、コントローラ３０は、ショベル１００の機体に相対的に近い領域の土砂が相対的に少ない場合、マスタ要素をバケット６（バケットシリンダ９）に設定し、ショベル１００の機体に相対的に近い領域の土砂が相対的に多い場合、マスタ要素をアーム５（アームシリンダ８）に設定する。これにより、ショベル１００は、排土動作時に、その排土場所の土砂形状に合わせて、マスタ要素を切り替えることができる。そのため、ショベル１００は、マシンコントロール機能（自動運転機能）によって、排土場所のより適切な領域に土砂を排土することができる。
尚、上述のマシンコントロール機能の他の例における排土動作の開始時に、同様の処理が行われてもよい。即ち、コントローラ３０は、上述のマシンコントロール機能の他の例における排土動作開始条件が成立した場合に、排土場所の土砂の形状に基づき、アーム５及びバケット６の何れか一方をマスタ要素として選択してもよい。
［ショベル管理システム］
次に、図１５を参照して、ショベル管理システムＳＹＳについて説明する。
図１５は、ショベル管理システムＳＹＳの一例を示す概略図である。
図１５に示すように、ショベル管理システムＳＹＳは、ショベル１００と、支援装置２００と、管理装置３００とを含む。ショベル管理システムＳＹＳは、１台又は複数台のショベル１００を管理するシステムである。
ショベル１００が取得する情報は、ショベル管理システムＳＹＳを通じ、管理者及び他のショベルのオペレータ等と共有されてもよい。ショベル管理システムＳＹＳを構成するショベル１００、支援装置２００、及び管理装置３００のそれぞれは、１台であってもよく、複数台であってもよい。本例では、ショベル管理システムＳＹＳは、１台のショベル１００と、１台の支援装置２００と、１台の管理装置３００とを含む。
支援装置２００は、典型的には携帯端末装置であり、例えば、施工現場にいる作業者等が携帯するラップトップ型のコンピュータ端末、タブレット端末、或いはスマートフォン等である。支援装置２００は、ショベル１００のオペレータが携帯する携帯端末であってもよい。支援装置２００は、固定端末装置であってもよい。
管理装置３００は、典型的には固定端末装置であり、例えば、施工現場外の管理センタ等に設置されるサーバコンピュータ（いわゆるクラウドサーバ）である。また、管理装置３００は、例えば、施工現場に設定されるエッジサーバであってもよい。また、管理装置３００は、可搬性の端末装置（例えば、ラップトップ型のコンピュータ端末、タブレット端末、或いはスマートフォン等の携帯端末）であってもよい。
支援装置２００及び管理装置３００の少なくとも一方は、モニタと遠隔操作用の操作装置とを備えていてもよい。この場合、支援装置２００や管理装置３００を利用するオペレータは、遠隔操作用の操作装置を用いつつ、ショベル１００を操作してもよい。遠隔操作用の操作装置は、例えば、近距離無線通信網、携帯電話通信網、又は衛星通信網等の無線通信網を通じ、ショベル１００に搭載されているコントローラ３０に通信可能に接続される。
また、キャビン１０内に設置された表示装置Ｄ１に表示される各種情報画像（例えば、ショベル１００の周囲の様子を表す画像情報や各種の設定画面等）が、支援装置２００及び管理装置３００の少なくとも一方に接続された表示装置で表示されてもよい。ショベル１００の周囲の様子を表す画像情報は、空間認識装置７０の撮像画像に基づき生成されてよい。これにより、支援装置２００を利用する作業者、或いは、管理装置３００を利用する管理者等は、ショベル１００の周囲の様子を確認しながら、ショベル１００の遠隔操作を行ったり、ショベル１００に関する各種の設定を行ったりすることができる。
例えば、ショベル管理システムＳＹＳにおいて、ショベル１００のコントローラ３０は、実行中のマシンコントロール機能に関する情報を支援装置２００及び管理装置３００の少なくとも一方に送信してもよい。その際、コントローラ３０は、空間認識装置７０の出力、及び、単眼カメラが撮像した画像等の少なくとも１つを支援装置２００及び管理装置３００の少なくとも一方に送信してもよい。画像は、マシンコントロール機能の実行中に撮像された複数の画像であってもよい。更に、コントローラ３０は、マシンコントロール機能の実行中におけるショベル１００の動作内容に関するデータ、ショベル１００の姿勢に関するデータ、及び掘削アタッチメントの姿勢に関するデータ等の少なくとも１つに関する情報を支援装置２００及び管理装置３００の少なくとも一方に送信してもよい。支援装置２００を利用する作業者、又は、管理装置３００を利用する管理者が、マシンコントロール機能を実行中のショベル１００に関する情報を入手できるようにするためである。
このように、ショベル管理システムＳＹＳは、マシンコントロール機能の実行中に取得されるショベル１００に関する情報を管理者及び他のショベルのオペレータ等と共有できるようにする。
［変形・変更］
以上、実施形態について詳述したが、本開示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要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
例えば、上述した実施形態において、ショベル１００のマシンコントロール機能の一例と他の例とは組み合わせてもよい。具体的には、上述したマシンコントロール機能の他の例におけるショベル１００の掘削動作中に、上述したマシンコントロールの一例におけるマスタ要素の切り替え方法（図７Ａ）が適用されてもよい。
例えば、上述した実施形態及び変形例では、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。つまり、上述した実施形態で開示される構成等は、ハイブリッドショベルや電動ショベル等に適用されてもよい。
最後に、本願は、２０１８年１１月１４日に出願した日本国特許出願２０１８－２１４１６４号に基づく優先権を主張するものであり、日本国特許出願の全内容を本願に参照により援用する。
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
２９，２９ＡＬ，２９ＢＬ，２９ＣＬ，２９ＤＬ 操作圧センサ
３０ コントローラ（制御装置）
３１，３１ＡＬ，３１ＡＲ，３１ＢＬ，３１ＢＲ，３１ＣＬ，３１ＣＲ，３１ＤＬ，３１ＤＲ 比例弁
３２，３２ＡＬ，３２ＡＲ，３２ＢＬ，３２ＢＲ，３２ＣＬ，３２ＣＲ，３２ＤＬ，３２ＤＲ シャトル弁
３３，３３ＡＬ，３３ＡＲ，３３ＢＬ，３３ＢＲ，３３ＣＬ，３３ＣＲ 減圧用比例弁
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 (14)

  1. 下部走行体と、
    前記下部走行体に対して、旋回自在に搭載される上部旋回体と、
    前記上部旋回体に取り付けられ、アーム及びバケットを含むアタッチメントと、
    前記アームを駆動するアームシリンダと、
    前記バケットを駆動するバケットシリンダと、
    前記アタッチメントの作業部位が目標施工面に沿うように、前記アームシリンダの動作に合わせて、前記バケットシリンダの動作を制御する制御装置と、備え、
    前記制御装置は、前記作業部位が前記目標施工面の角部の近傍に位置している場合、前記アタッチメントに関する操作入力に対応するように、前記バケットシリンダの動作を制御すると共に、前記作業部位が前記目標施工面に沿って移動するように、前記バケットシリンダの動作に合わせて、前記アームシリンダの動作を制御する、
    ショベル。
  2. 下部走行体と、
    前記下部走行体に対して、旋回自在に搭載される上部旋回体と、
    前記上部旋回体に取り付けられ、ブーム及びアームを含むアタッチメントと、
    前記ブームを駆動するブームシリンダと、
    前記アームを駆動するアームシリンダと、
    前記アタッチメントの作業部位が目標施工面に沿うように、前記アームシリンダの動作に合わせて、前記ブームシリンダの動作を制御する制御装置と、備え、
    前記制御装置は、前記作業部位が、前記目標施工面における当該ショベルから見た傾斜角度が所定基準より大きい急傾斜部に沿って移動している場合、前記アタッチメントに関する操作入力に対応するように、前記ブームシリンダの動作を制御すると共に、前記作業部位が前記目標施工面に沿って移動するように、前記ブームシリンダの動作に合わせて、前記アームシリンダの動作を制御する、
    ショベル。
  3. 下部走行体と、
    前記下部走行体に対して、旋回自在に搭載される上部旋回体と、
    前記上部旋回体に取り付けられ、ブーム及びアームを含むアタッチメントと、
    前記上部旋回体を旋回駆動する旋回モータと、
    前記ブームを旋回駆動するブームシリンダと、
    前記アームを駆動するアームシリンダと、
    前記アームに関する操作がされる場合、前記アタッチメントが目標軌道に沿うように、前記アームシリンダの動作に合わせて、前記ブームシリンダの動作を制御する制御装置と、備え、
    前記制御装置は、前記アームに関する操作がされる状態から前記上部旋回体に関する操作がされる状態に切り替わる場合、前記上部旋回体に関する操作入力に対応するように、前記旋回モータを動作させると共に、前記アタッチメントが目標軌道に沿うように、前記旋回モータの動作に合わせて、前記ブームシリンダの動作を制御する、
    ショベル。
  4. 下部走行体と、
    前記下部走行体に対して、旋回自在に搭載される上部旋回体と、
    前記上部旋回体に取り付けられ、ブーム、アーム、及びバケットを含むアタッチメントと、
    前記上部旋回体を旋回駆動する旋回モータと、
    前記ブームを旋回駆動するブームシリンダと、
    前記アームを駆動するアームシリンダと、
    前記バケットを駆動するバケットシリンダと、
    前記上部旋回体に関する操作がされる場合、前記アタッチメントが目標軌道に沿うように、前記旋回モータの動作に合わせて、前記ブームシリンダの動作を制御する制御装置と、備え、
    前記制御装置は、前記上部旋回体に関する操作がされる状態から前記バケットに関する操作がされる状態に切り替わる場合、前記バケットに関する操作入力に対応するように、前記バケットシリンダを動作させると共に、前記アタッチメントが目標軌道に沿うように、前記バケットシリンダの動作に合わせて、前記アームシリンダの動作を制御する、
    ショベル。
  5. 下部走行体と、
    前記下部走行体に対して、旋回自在に搭載される上部旋回体と、
    前記上部旋回体に取り付けられ、アーム及びバケットを含むアタッチメントと、
    前記アームを駆動するアームシリンダと、前記バケットを駆動するバケットシリンダを含み、前記アタッチメント及び前記上部旋回体を駆動する複数のアクチュエータと、
    前記アタッチメントが目標軌道に沿うように、前記複数のアクチュエータのうちのマスタ要素のアクチュエータの動作に合わせて、前記複数のアクチュエータのうちの前記マスタ要素のアクチュエータと異なる他のアクチュエータの動作を制御する制御装置と、備え、
    前記制御装置は、ショベルの排土動作が開始される場合、排土場所の土砂の形状に基づき、前記マスタ要素のアクチュエータを前記アームシリンダ及び前記バケットシリンダのうちの何れか一方に変更する共に、前記アタッチメントが目標軌道に沿うように、変更後の前記マスタ要素のアクチュエータを動作させる、
    ショベル。
  6. 下部走行体と、
    前記下部走行体に対して、旋回自在に搭載される上部旋回体と、
    前記上部旋回体に取り付けられ、アーム及びバケットを含むアタッチメントと、
    前記アームを駆動するアームシリンダと、前記バケットを駆動するバケットシリンダとを含み、前記アタッチメント及び前記上部旋回体を駆動する複数のアクチュエータと、
    前記アタッチメントが目標軌道に沿うように、前記複数のアクチュエータのうちのマスタ要素のアクチュエータの動作に合わせて、前記複数のアクチュエータのうちの前記マスタ要素のアクチュエータと異なる他のアクチュエータの動作を制御する制御装置と、備え、
    前記制御装置は、所定の条件が成立した場合、ショベルに相対的に近い領域の土砂の量が相対的に少ないときに、前記アタッチメントが目標軌道に沿うように、前記バケットシリンダを動作させ、ショベルに相対的に近い領域の土砂の量が相対的に多いときに、前記アタッチメントが目標軌道に沿うように、前記アームシリンダを動作させる、
    ショベル。
  7. ショベルの周囲の様子を認識する空間認識装置を備え、
    前記制御装置は、前記下部走行体、前記上部旋回体、及び前記アタッチメントを駆動するアクチュエータの動作開始前において、前記空間認識装置の取得情報に基づきショベルから所定範囲内に人が存在すると判断された場合に、前記アクチュエータを動作不能とする、
    請求項１乃至６の何れか一項に記載のショベル。
  8. ショベルの周囲の様子を認識する空間認識装置と、
    前記下部走行体、前記上部旋回体、及び前記アタッチメントを駆動するアクチュエータの操作を受け付ける操作装置と、を備え、
    前記制御装置は、前記アクチュエータの動作開始前において、前記空間認識装置の取得情報に基づきショベルから所定範囲内に人が存在すると判断されると、前記操作装置が操作されても前記アクチュエータを駆動させない、
    請求項１乃至６の何れか一項に記載のショベル。
  9. 下部走行体と、前記下部走行体に対して、旋回自在に搭載される上部旋回体と、前記上部旋回体に取り付けられ、アーム及びバケットを含むアタッチメントと、前記アームを駆動するアームシリンダと、前記バケットを駆動するバケットシリンダとを備えるショベルの制御装置であって、
    前記アタッチメントの作業部位が目標施工面に沿うように、前記アームシリンダの動作に合わせて、前記バケットシリンダの動作を制御し、前記作業部位が前記目標施工面の角部の近傍に位置している場合、前記アタッチメントに関する操作入力に対応するように、前記バケットシリンダの動作を制御すると共に、前記作業部位が前記目標施工面に沿って移動するように、前記バケットシリンダの動作に合わせて、前記アームシリンダの動作を制御する、
    ショベルの制御装置。
  10. 下部走行体と、前記下部走行体に対して、旋回自在に搭載される上部旋回体と、前記上部旋回体に取り付けられ、ブーム及びアームを含むアタッチメントと、前記ブームを駆動するブームシリンダと、前記アームを駆動するアームシリンダとを備えるショベルの制御装置であって、
    前記アタッチメントの作業部位が目標施工面に沿うように、前記アームシリンダの動作に合わせて、前記ブームシリンダの動作を制御し、前記作業部位が、前記目標施工面における当該ショベルから見た傾斜角度が所定基準より大きい急傾斜部に沿って移動している場合、前記アタッチメントに関する操作入力に対応するように、前記ブームシリンダの動作を制御すると共に、前記作業部位が前記目標施工面に沿って移動するように、前記ブームシリンダの動作に合わせて、前記アームシリンダの動作を制御する、
    ショベルの制御装置。
  11. 下部走行体と、前記下部走行体に対して、旋回自在に搭載される上部旋回体と、前記上部旋回体に取り付けられ、ブーム及びアームを含むアタッチメントと、前記上部旋回体を旋回駆動する旋回モータと、前記ブームを旋回駆動するブームシリンダと、前記アームを駆動するアームシリンダとを備えるショベルの制御装置であって、
    前記アームに関する操作がされる場合、前記アタッチメントが目標軌道に沿うように、前記アームシリンダの動作に合わせて、前記ブームシリンダの動作を制御し、前記アームに関する操作がされる状態から前記上部旋回体に関する操作がされる状態に切り替わる場合、前記上部旋回体に関する操作入力に対応するように、前記旋回モータを動作させると共に、前記アタッチメントが目標軌道に沿うように、前記旋回モータの動作に合わせて、前記ブームシリンダの動作を制御する、
    ショベルの制御装置。
  12. 下部走行体と、前記下部走行体に対して、旋回自在に搭載される上部旋回体と、前記上部旋回体に取り付けられ、ブーム、アーム、及びバケットを含むアタッチメントと、前記上部旋回体を旋回駆動する旋回モータと、前記ブームを旋回駆動するブームシリンダと、前記アームを駆動するアームシリンダと、前記バケットを駆動するバケットシリンダとを備えるショベルの制御装置であって、
    前記上部旋回体に関する操作がされる場合、前記アタッチメントが目標軌道に沿うように、前記旋回モータの動作に合わせて、前記ブームシリンダの動作を制御し、前記上部旋回体に関する操作がされる状態から前記バケットに関する操作がされる状態に切り替わる場合、前記バケットに関する操作入力に対応するように、前記バケットシリンダを動作させると共に、前記アタッチメントが目標軌道に沿うように、前記バケットシリンダの動作に合わせて、前記アームシリンダの動作を制御する、
    ショベルの制御装置。
  13. 下部走行体と、前記下部走行体に対して、旋回自在に搭載される上部旋回体と、前記上部旋回体に取り付けられ、アーム及びバケットを含むアタッチメントと、前記アームを駆動するアームシリンダと、前記バケットを駆動するバケットシリンダとを含み、前記アタッチメント及び前記上部旋回体を駆動する複数のアクチュエータとを備えるショベルの制御装置であって、
    前記アタッチメントが目標軌道に沿うように、前記複数のアクチュエータのうちのマスタ要素のアクチュエータの動作に合わせて、前記複数のアクチュエータのうちの前記マスタ要素のアクチュエータと異なる他のアクチュエータの動作を制御し、ショベルの排土動作が開始される場合、排土場所の土砂の形状に基づき、前記マスタ要素のアクチュエータを前記アームシリンダ及び前記バケットシリンダのうちの何れか一方に変更する共に、前記アタッチメントが目標軌道に沿うように、変更後の前記マスタ要素のアクチュエータを動作させる、
    ショベルの制御装置。
  14. 下部走行体と、前記下部走行体に対して、旋回自在に搭載される上部旋回体と、前記上部旋回体に取り付けられ、アーム及びバケットを含むアタッチメントと、前記アームを駆動するアームシリンダと、前記バケットを駆動するバケットシリンダとを含み、前記アタッチメント及び前記上部旋回体を駆動する複数のアクチュエータとを備えるショベルの制御装置であって、
    前記アタッチメントが目標軌道に沿うように、前記複数のアクチュエータのうちのマスタ要素のアクチュエータの動作に合わせて、前記複数のアクチュエータのうちの前記マスタ要素のアクチュエータと異なる他のアクチュエータの動作を制御し、所定の条件が成立した場合、ショベルに相対的に近い領域の土砂の量が相対的に少ないときに、前記アタッチメントが目標軌道に沿うように、前記バケットシリンダを動作させ、ショベルに相対的に近い領域の土砂の量が相対的に多いときに、前記アタッチメントが目標軌道に沿うように、前記アームシリンダを動作させる、
    ショベルの制御装置。
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