JP7507745B2 - ショベル及び施工システム - Google Patents

Description

本開示は、ショベル及び施工システムに関する。

従来、法面を形成する作業においてバケット刃先の位置を自動調整する機能を備えたショベルが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１３－２１７１３７号公報

しかしながら、上述のショベルは、走行操作が行われていないときに掘削アタッチメントの操作が行われた場合に、法面に沿うようにバケット刃先の位置を自動調整する機能を備えるのみである。そのため、バケットの幅に相当する幅を有する斜面範囲だけ法面の仕上げが完了する度に、操作者は、走行操作を行ってショベルをその幅の方向に移動させる必要がある。隣接する斜面範囲における法面の仕上げを行うためである。この場合、操作者は、ショベルを過度に移動させてしまうおそれがある。

そこで、法面形成作業又は水平均し作業等の仕上げ作業が行われる際のショベルの移動を支援できるショベルを提供することが望ましい。

本発明の実施形態に係るショベルは、下部走行体と、前記下部走行体に旋回可能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るアタッチメントと、前記上部旋回体に搭載される制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記下部走行体の移動に関する所定の条件を設定し、該条件が満たされたときに、前記下部走行体の移動の停止に関する情報を報知するように構成され、前記条件は、前記下部走行体が所定距離だけ移動したことを含み、前記所定距離は、ショベルの動作中に、掘削作業によってエンドアタッチメントに取り込まれる土砂の体積に基づいて各回の掘削作業の前に動的に決定される。

上述の手段により、法面形成作業又は水平均し作業等の仕上げ作業が行われる際のショベルの移動を支援できるショベルを提供できる。

本発明の実施形態に係るショベルの側面図である。 図１のショベルの基本システムの構成例を示すブロック図である。 図１のショベルに搭載される油圧システムの構成例を示す図である。 アームシリンダの操作に関する油圧システムの一部の図である。 旋回用油圧モータに関する油圧システムの一部の図である。 ブームシリンダに関する油圧システムの一部の図である。 バケットシリンダに関する油圧システムの一部の図である。 左走行用油圧モータに関する油圧システムの一部の図である。 右走行用油圧モータに関する油圧システムの一部の図である。 図１のショベルの基本システムの別の構成例を示すブロック図である。 走行操作支援処理のフローチャートである。 正対処理が実行される際のショベルの斜視図である。 正対処理が実行される際のショベルの斜視図である。 上り法面を形成する作業を行うショベルの上面図である。 図８の破線で示す線分ＳＧを含む鉛直断面を示す図である。 図８の破線で示す線分ＳＧを含む鉛直断面を示す図である。 図８の破線で示す線分ＳＧを含む鉛直断面を示す図である。 図８の破線で示す線分ＳＧを含む鉛直断面を示す図である。 走行ガイダンス画像の構成例を示す図である。 湾曲部を含む上り法面を形成する作業を行うショベルの上面図である。 図１のショベルの基本システムの更に別の構成例を示すブロック図である。 ショベルの自律運転機能に関する構成の一例を示す図である。 ショベルの自律運転機能に関する構成の一例を示す図である。 ショベルの自律運転機能に関する構成の一例を示す図である。 施工システムの一例を示す概略図である。 施工システムの別の一例を示す概略図である。

図１は本発明の実施形態に係る掘削機としてのショベル１００の側面図である。ショベル１００の下部走行体１には旋回機構２を介して上部旋回体３が旋回可能に搭載されている。上部旋回体３にはブーム４が取り付けられている。ブーム４の先端にはアーム５が取り付けられ、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が取り付けられている。

ブーム４、アーム５及びバケット６は、アタッチメントの一例としての掘削アタッチメントを構成している。ブーム４は、ブームシリンダ７により駆動される。アーム５は、アームシリンダ８により駆動される。バケット６は、バケットシリンダ９により駆動される。ブーム４にはブーム角度センサＳ１が取り付けられ、アーム５にはアーム角度センサＳ２が取り付けられ、バケット６にはバケット角度センサＳ３が取り付けられている。

ブーム角度センサＳ１はブーム４の回動角度を検出する。本実施形態では、ブーム角度センサＳ１は加速度センサであり、上部旋回体３に対するブーム４の回動角度（以下、「ブーム角度」とする。）を検出できる。ブーム角度は、例えば、ブーム４を最も下げたときに最小角度となり、ブーム４を上げるにつれて大きくなる。

アーム角度センサＳ２はアーム５の回動角度を検出する。本実施形態では、アーム角度センサＳ２は加速度センサであり、ブーム４に対するアーム５の回動角度（以下、「アーム角度」とする。）を検出できる。アーム角度は、例えば、アーム５を最も閉じたときに最小角度となり、アーム５を開くにつれて大きくなる。

バケット角度センサＳ３はバケット６の回動角度を検出する。本実施形態では、バケット角度センサＳ３は加速度センサであり、アーム５に対するバケット６の回動角度（以下、「バケット角度」とする。）を検出できる。バケット角度は、例えば、バケット６を最も閉じたときに最小角度となり、バケット６を開くにつれて大きくなる。

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はそれぞれ、可変抵抗器を利用したポテンショメータ、対応する油圧シリンダのストローク量を検出するストロークセンサ、連結ピン回りの回動角度を検出するロータリエンコーダ、ジャイロセンサ、加速度センサとジャイロセンサの組み合わせ等であってもよい。

上部旋回体３には運転室であるキャビン１０が設けられ且つエンジン１１等の動力源が搭載されている。また、上部旋回体３には、コントローラ３０、表示装置４０、入力装置４２、音声出力装置４３、記憶装置４７、機体傾斜センサＳ４、旋回角速度センサＳ５、カメラＳ６、通信装置Ｔ１及び測位装置Ｐ１が取り付けられている。

コントローラ３０は、ショベル１００の駆動制御を行う主制御部として機能する。本実施形態では、コントローラ３０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ及びＲＯＭ等を含むコンピュータで構成されている。コントローラ３０の各種機能は、例えば、ＲＯＭに格納されたプログラムをＣＰＵが実行することで実現される。各種機能は、例えば、操作者によるショベル１００の手動操作をガイド（案内）するマシンガイダンス機能、及び、操作者によるショベル１００の手動操作を自動的に支援するマシンコントロール機能を含む。コントローラ３０に含まれるマシンガイダンス装置５０（図２参照。）は、マシンガイダンス機能及びマシンコントロール機能を実行する。

表示装置４０は、各種情報を表示するように構成されている。表示装置４０は、ＣＡＮ等の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く、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。

入力装置４２は、操作者が各種情報をコントローラ３０に入力できるようにする。入力装置４２は、キャビン１０内に設置されたタッチパネル、ノブスイッチ及びメンブレンスイッチ等の少なくとも１つを含む。

音声出力装置４３は、音声を出力するように構成されている。音声出力装置４３は、例えば、コントローラ３０に接続される車載スピーカであってもよく、ブザー等の警報器であってもよい。本実施形態では、音声出力装置４３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。

記憶装置４７は、各種情報を記憶するように構成されている。記憶装置４７は、例えば、半導体メモリ等の不揮発性記憶媒体である。記憶装置４７は、ショベル１００の動作中に各種機器が出力する情報を記憶してもよく、ショベル１００の動作が開始される前に各種機器を介して取得する情報を記憶してもよい。記憶装置４７は、例えば、通信装置Ｔ１等を介して取得される目標施工面に関するデータを記憶していてもよい。目標施工面は、ショベル１００の操作者が設定したものであってもよく、施工管理者等が設定したものであってもよい。

機体傾斜センサＳ４は上部旋回体３の傾斜を検出するように構成されている。本実施形態では、機体傾斜センサＳ４は、水平面に対する上部旋回体３の傾斜を検出できる角度センサであり、上部旋回体３の前後軸回りの傾斜角及び左右軸回りの傾斜角を検出する。上部旋回体３の前後軸及び左右軸は、例えば、ショベル１００の旋回軸上の一点であるショベル中心点で互いに直交する。

旋回角速度センサＳ５は、上部旋回体３の旋回角速度及び旋回角度を検出できるように構成されている。本実施形態では、旋回角速度センサＳ５はジャイロセンサである。旋回角速度センサＳ５は、レゾルバ又はロータリエンコーダ等であってもよい。

カメラＳ６はショベル１００の周辺の画像を取得するように構成されている。本実施形態では、カメラＳ６は、ショベル１００の前方の空間を撮像する前カメラＳ６Ｆ、ショベル１００の左方の空間を撮像する左カメラＳ６Ｌ、ショベル１００の右方の空間を撮像する右カメラＳ６Ｒ、及び、ショベル１００の後方の空間を撮像する後カメラＳ６Ｂを含む。

カメラＳ６は、例えば、ＣＣＤ又はＣＭＯＳ等の撮像素子を有する単眼カメラであり、撮影した画像を表示装置４０に出力する。カメラＳ６は、ステレオカメラ又は距離画像カメラ等であってもよい。

前カメラＳ６Ｆは、例えば、キャビン１０の天井、すなわちキャビン１０の内部に取り付けられている。キャビン１０の屋根、すなわちキャビン１０の外部に取り付けられていてもよい。左カメラＳ６Ｌは、上部旋回体３の上面左端に取り付けられ、右カメラＳ６Ｒは、上部旋回体３の上面右端に取り付けられ、後カメラＳ６Ｂは、上部旋回体３の上面後端に取り付けられている。

通信装置Ｔ１は、ショベル１００の外部にある外部機器との通信を制御するように構成されている。本実施形態では、通信装置Ｔ１は、衛星通信網、携帯電話通信網又はインターネット網等を介した外部機器との通信を制御する。

測位装置Ｐ１は、上部旋回体３の位置を測定するように構成されている。測位装置Ｐ１は、上部旋回体３の位置及び向きを測定するように構成されていてもよい。測位装置Ｐ１は、例えばＧＮＳＳコンパスであり、上部旋回体３の位置及び向きを検出し、検出値をコントローラ３０に対して出力する。そのため、測位装置Ｐ１は、上部旋回体３の向きを検出する向き検出装置として機能し得る。向き検出装置は、上部旋回体３に取り付けられた方位センサであってもよい。

図２は、ショベル１００の基本システムの構成例を示すブロック図であり、機械的動力系、作動油ライン、パイロットライン及び電気制御系をそれぞれ二重線、実線、破線及び点線で示している。

ショベル１００の基本システムは、主に、エンジン１１、レギュレータ１３、メインポンプ１４、パイロットポンプ１５、コントロールバルブ１７、操作装置２６、吐出圧センサ２８、操作圧センサ２９、コントローラ３０及び比例弁３１等を含む。

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

メインポンプ１４は、作動油ラインを介して作動油をコントロールバルブ１７に供給する。本実施形態では、メインポンプ１４は、斜板式可変容量型油圧ポンプである。

レギュレータ１３は、メインポンプ１４の吐出量を制御する。本実施形態では、レギュレータ１３は、コントローラ３０からの制御指令に応じてメインポンプ１４の斜板傾転角を調節することによってメインポンプ１４の吐出量を制御する。例えば、コントローラ３０は、操作圧センサ２９等の出力を受信し、必要に応じてレギュレータ１３に対して制御指令を出力し、メインポンプ１４の吐出量を変化させる。

パイロットポンプ１５は、パイロットラインを介して操作装置２６及び比例弁３１を含む各種油圧制御機器に作動油を供給する。本実施形態では、パイロットポンプ１５は、固定容量型油圧ポンプである。但し、パイロットポンプ１５は、省略されてもよい。この場合、メインポンプ１４は、パイロットポンプ１５の代わりに、各種油圧制御機器に作動油を供給できるように構成されていてもよい。

コントロールバルブ１７は、ショベル１００における油圧システムを制御する油圧制御装置である。コントロールバルブ１７は、制御弁１７１～１７６を含む。コントロールバルブ１７は、制御弁１７１～１７６を通じ、メインポンプ１４が吐出する作動油を１又は複数の油圧アクチュエータに選択的に供給できる。制御弁１７１～１７６は、メインポンプ１４から油圧アクチュエータに流れる作動油の流量、及び、油圧アクチュエータから作動油タンクに流れる作動油の流量を制御する。油圧アクチュエータは、ブームシリンダ７、アームシリンダ８、バケットシリンダ９、走行用油圧モータ２Ｍ及び旋回用油圧モータ２Ａを含む。走行用油圧モータ２Ｍは、左走行用油圧モータ２ＭＬ及び右走行用油圧モータ２ＭＲを含む。旋回用油圧モータ２Ａは、電動アクチュエータとしての旋回用電動発電機であってもよい。

操作装置２６は、操作者がアクチュエータの操作のために用いる装置である。アクチュエータは、油圧アクチュエータ及び電動アクチュエータの少なくとも一方を含む。本実施形態では、操作装置２６は、パイロットラインを介して、パイロットポンプ１５が吐出する作動油を、コントロールバルブ１７内の対応する制御弁のパイロットポートに供給する。このようにして、操作装置２６は、対応する制御弁のパイロットポートに作用する作動油の圧力（パイロット圧）を生成し且つ調節する。パイロット圧は、原則として、油圧アクチュエータのそれぞれに対応する操作装置２６の操作量に応じた圧力である。操作装置２６のうちの少なくとも１つは、パイロットライン及びシャトル弁３２を介して、パイロットポンプ１５が吐出する作動油を、コントロールバルブ１７内の対応する制御弁のパイロットポートに供給できるように構成されている。

吐出圧センサ２８は、メインポンプ１４の吐出圧を検出する。本実施形態では、吐出圧センサ２８は、検出した値をコントローラ３０に対して出力する。

操作圧センサ２９は、操作装置２６が生成するパイロット圧を検出する。本実施形態では、操作圧センサ２９は、アクチュエータのそれぞれに対応する操作装置２６の操作量を圧力の形で検出し、検出した値をコントローラ３０に対して出力する。操作装置２６の操作量は、操作圧センサ以外の他のセンサを用いて検出されてもよい。

マシンコントロール用制御弁として機能する比例弁３１は、パイロットポンプ１５とシャトル弁３２とを接続する管路に配置され、その管路の流路面積を変更できるように構成されている。本実施形態では、比例弁３１は、コントローラ３０が出力する制御指令に応じて動作する。そのため、コントローラ３０は、操作者による操作装置２６の操作とは無関係に、パイロットポンプ１５が吐出する作動油を、比例弁３１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のパイロットポートに供給できる。

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する。２つの入口ポートのうちの一方は操作装置２６に接続され、他方は比例弁３１に接続されている。出口ポートは、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。

この構成により、コントローラ３０は、特定の操作装置２６に対する操作が行われていない場合であっても、その特定の操作装置２６に対応する油圧アクチュエータを動作させることができる。

次に、コントローラ３０に含まれているマシンガイダンス装置５０について説明する。マシンガイダンス装置５０は、例えば、マシンガイダンス機能を実行するように構成されている。本実施形態では、マシンガイダンス装置５０は、例えば、目標施工面とアタッチメントの作業部位との距離等の作業情報を操作者に伝える。目標施工面に関するデータは、例えば、記憶装置４７に予め記憶されている。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。但し、操作者は、施工現場の任意の点を基準点と定め、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もよい。アタッチメントの作業部位は、例えば、バケット６の爪先又はバケット６の背面等である。マシンガイダンス装置５０は、表示装置４０及び音声出力装置４３等の少なくとも１つを介して作業情報を操作者に伝えることでショベル１００の操作をガイドする。

マシンガイダンス装置５０は、操作者によるショベル１００の手動操作を自動的に支援するマシンコントロール機能を実行してもよい。例えば、マシンガイダンス装置５０は、操作者が手動で掘削操作を行っているときに、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１つを自動的に動作させてもよい。

本実施形態では、マシンガイダンス装置５０は、コントローラ３０に組み込まれているが、コントローラ３０とは別に設けられた制御装置であってもよい。この場合、マシンガイダンス装置５０は、例えば、コントローラ３０と同様、ＣＰＵ、ＲＡＭ及びＲＯＭ等を含むコンピュータで構成される。そして、マシンガイダンス装置５０の各種機能は、ＣＰＵがＲＯＭに格納されたプログラムを実行することで実現される。また、マシンガイダンス装置５０とコントローラ３０とはＣＡＮ等の通信ネットワークを通じて互いに通信可能に接続される。

具体的には、マシンガイダンス装置５０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、旋回角速度センサＳ５、カメラＳ６、測位装置Ｐ１、通信装置Ｔ１及び入力装置４２等から情報を取得する。そして、マシンガイダンス装置５０は、例えば、取得した情報に基づいてバケット６と目標施工面との間の距離を算出し、音声及び画像表示により、バケット６と目標施工面との間の距離の大きさをショベル１００の操作者に伝えるようにする。

そのため、マシンガイダンス装置５０は、位置算出部５１、距離算出部５２、情報伝達部５３、及び自動制御部５４を機能要素として有する。なお、位置算出部５１、距離算出部５２、情報伝達部５３、及び自動制御部５４は、説明の便宜のために区別されて示されているが、物理的に区別されている必要はなく、全体的に或いは部分的に共通のソフトウェアコンポーネント若しくはハードウェアコンポーネントで構成されていてもよい。

位置算出部５１は、測位対象の位置を算出する。本実施形態では、位置算出部５１は、アタッチメントの作業部位の基準座標系における座標点を算出する。具体的には、位置算出部５１は、ブーム４、アーム５及びバケット６のそれぞれの回動角度からバケット６の爪先の座標点を算出する。位置算出部５１は、バケット６の爪先の中央の座標点だけでなく、バケット６の爪先の左端の座標点、及び、バケット６の爪先の右端の座標点を算出してもよい。

距離算出部５２は、２つの測位対象間の距離を算出する。本実施形態では、距離算出部５２は、バケット６の爪先と目標施工面との間の鉛直距離を算出する。距離算出部５２は、ショベル１００が目標施工面に正対しているか否かをマシンガイダンス装置５０が判断できるよう、バケット６の爪先の左端及び右端のそれぞれの座標点とそれらに対応する目標施工面との距離（例えば鉛直距離）を算出してもよい。

また、距離算出部５２は、特定の仮想平面と特定の測位対象との間の距離を算出するように構成されている。特定の仮想平面は、例えば、法面等の目標施工面の法線を含む仮想平面である。特定の測位対象は、例えば、ショベル１００の所定部位の一例であるショベル中心点である。特定の仮想平面及び特定の測位対象は、例えば、仕上げ作業が行われる際のショベルの移動を支援するために利用される。特定の仮想平面の配置は、予め設定されていてもよく、動的に設定されてもよい。本実施形態では、距離算出部５２は、上り法面ＢＳ（図１参照。）の法線を含む仮想平面とショベル中心点との間の直線距離（以下、「残距離」とする。）を算出するように構成されている。つまり、ショベル１００が所定位置において、隣接する上り法面ＢＳの斜面範囲の仕上げを終了し、次の所定位置に移動する際の、次の所定位置における上り法面ＢＳの法線を含む仮想平面とショベル中心点との間の直線距離が残距離となる。

情報伝達部５３は、各種情報をショベル１００の操作者に伝える。本実施形態では、情報伝達部５３は、距離算出部５２が算出した各種距離の大きさをショベル１００の操作者に伝える。具体的には、視覚情報及び聴覚情報を用いて、バケット６の爪先と目標施工面との間の鉛直距離の大きさをショベル１００の操作者に伝える。

例えば、情報伝達部５３は、音声出力装置４３による断続音を用いて、バケット６の爪先と目標施工面との間の鉛直距離の大きさを操作者に伝えてもよい。この場合、情報伝達部５３は、鉛直距離が小さくなるほど、断続音の間隔を短くしてもよい。情報伝達部５３は、連続音を用いてもよく、音の高低又は強弱等を変化させて鉛直距離の大きさの違いを表すようにしてもよい。また、情報伝達部５３は、バケット６の爪先が目標施工面よりも低い位置になった場合には警報を発してもよい。警報は、例えば、断続音より顕著に大きい連続音である。

また、情報伝達部５３は、仕上げ作業が行われる際のショベルの移動を支援するために、下部走行体１の移動に関する所定の条件を設定し、その条件が満たされたときに、下部走行体１の移動の停止に関する情報を報知するように構成されていてもよい。この場合、所定の条件は、例えば、仮想平面とショベル中心点との間の直線距離である残距離が閾値以下になったことを含む。閾値は、予め設定されている値であってもよく、動的に算出される値であってもよい。

情報伝達部５３は、例えば、ショベル１００の走行中に、視覚情報及び聴覚情報を用い、残距離の大きさを継続的にショベル１００の操作者に伝えるように構成されていてもよい。情報伝達部５３は、例えば、所定の条件が満たされた場合に、音声出力装置４３による断続音を用いて残距離の大きさを操作者に伝える機能を開始させてもよい。この場合、情報伝達部５３は、残距離が小さくなるほど、断続音の間隔を短くしてもよい。情報伝達部５３は、連続音を用いてもよく、音の高低又は強弱等を変化させて残距離の大きさの違いを表すようにしてもよい。また、情報伝達部５３は、残距離が負値となった場合、すなわち、ショベル中心点が仮想平面を超えた場合には警報を発してもよい。警報は、例えば、断続音より顕著に大きい連続音である。また、情報伝達部５３は、ショベル中心点が仮想平面に達したと判断できる場合、すなわち、残距離が所定値（例えばゼロ）以下となった場合に、連続音を出力するように構成されていてもよい。

また、情報伝達部５３は、バケット６の爪先と目標施工面との間の鉛直距離の大きさ、又は、残距離の大きさ等を作業情報として表示装置４０に表示させてもよい。表示装置４０は、例えば、カメラＳ６から受信した画像データと共に、情報伝達部５３から受信した作業情報を画面に表示する。情報伝達部５３は、例えば、アナログメータの画像、バーグラフインジケータの画像等を用いて鉛直距離の大きさ又は残距離の大きさ等を操作者に伝えるようにしてもよい。

自動制御部５４は、アクチュエータを自動的に動作させることで操作者によるショベル１００の手動操作を自動的に支援する。例えば、自動制御部５４は、操作者が手動でアーム閉じ操作を行っている場合に、目標施工面とバケット６の爪先の位置とが一致するようにブームシリンダ７、アームシリンダ８及びバケットシリンダ９の少なくとも１つを自動的に伸縮させてもよい。この場合、操作者は、例えば、アーム操作レバーを閉じ方向に操作するだけで、バケット６の爪先を目標施工面に一致させながら、アーム５を閉じることができる。この自動制御は、入力装置４２の１つである所定のスイッチが押下されたときに実行されるように構成されていてもよい。所定のスイッチは、例えば、マシンコントロールスイッチ（以下、「ＭＣスイッチ」とする。）であり、ノブスイッチとして操作装置２６の先端に配置されていてもよい。

自動制御部５４は、ＭＣスイッチ等の所定のスイッチが押下されたときに、上部旋回体３を目標施工面に正対させるために旋回用油圧モータ２Ａを自動的に回転させてもよい。この場合、操作者は、所定のスイッチを押下するだけで、若しくは、所定のスイッチを押下した状態で旋回操作レバーを操作するだけで、上部旋回体３を目標施工面に正対させることができる。或いは、操作者は、所定のスイッチを押下するだけで、上部旋回体３を目標施工面に正対させ且つ掘削に関するマシンコントロール機能を開始させることができる。

以下では、上部旋回体３を目標施工面に正対させる制御を「正対制御」と称する。正対制御では、マシンガイダンス装置５０は、バケット６の爪先の左端の座標点と目標施工面との間の左端鉛直距離と、バケット６の爪先の右端の座標点と目標施工面との間の右端鉛直距離とが等しくなった場合に、ショベル１００が目標施工面に正対していると判断する。但し、左端鉛直距離と右端鉛直距離とが等しくなった場合ではなく、すなわち左端鉛直距離と右端鉛直距離との差がゼロになった場合ではなく、その差が所定値以下になった場合に、ショベル１００が目標施工面に正対していると判断してもよい。

自動制御部５４は、仕上げ作業が行われる際のショベルの移動を支援するために、下部走行体１の移動に関する所定の条件を設定し、その条件が満たされたときに、走行用油圧モータ２Ｍを制御して下部走行体１の移動を停止させるように構成されていてもよい。この場合、所定の条件は、例えば、ＭＣスイッチ等の所定のスイッチが押下された状態で走行レバーが操作されているときに残距離が所定値以下になったこと、を含む。

自動制御部５４は、例えば、ＭＣスイッチ等の所定のスイッチが押下された状態で走行レバーが操作されているときに残距離がゼロになると、走行レバーの操作状態とは無関係に、走行用油圧モータ２Ｍの回転を強制的に停止させてもよい。この場合、操作者は、所定のスイッチを押下した状態で走行レバーを操作するだけで、ショベル中心点が仮想平面に達するまで下部走行体１を走行させることができる。すなわち、仕上げ作業を継続するのに適した位置でショベル１００を停止させることができる。

或いは、自動制御部５４は、例えば、ＭＣスイッチ等の所定のスイッチが押下されたときに、走行レバーの操作状態とは無関係に、走行用油圧モータ２Ｍを自動的に回転させてもよい。この場合も、自動制御部５４は、残距離がゼロになったときに走行用油圧モータ２Ｍの回転を強制的に停止させる。この場合、操作者は、所定のスイッチを押すだけで、ショベル中心点が仮想平面に達するまで下部走行体１を走行させることができる。すなわち、仕上げ作業を継続するのに適した位置までショベル１００を移動させることができる。

所定の条件は、ＭＣスイッチ等の所定のスイッチが押下された状態で走行レバーが操作されているときに、ショベル１００の走行距離が目標走行距離に達したこと、であってもよい。この場合、ショベル１００の走行距離は、測位装置Ｐ１の出力に基づいて算出される。目標走行距離は、エンドアタッチメントのサイズに関する情報、目標施工面とショベル１００との位置関係に関する情報、及び、現在の地表面に関する情報等の少なくとも１つに基づいて設定される。目標走行距離は、予め設定された値であってもよく、動的に設定される値であってもよい。

本実施形態では、自動制御部５４は、各アクチュエータに対応する制御弁に作用するパイロット圧を個別に且つ自動的に調整することで各アクチュエータを自動的に動作させることができる。

例えば、正対制御では、自動制御部５４は、左端鉛直距離と右端鉛直距離との差に基づいて旋回用油圧モータ２Ａを動作させてもよい。具体的には、所定のスイッチが押下された状態で旋回操作レバーが操作されると、上部旋回体３を目標施工面に正対させる方向に旋回操作レバーが操作されたか否かを判断する。例えば、バケット６の爪先と目標施工面（上り法面）との間の鉛直距離が大きくなる方向に旋回操作レバーが操作された場合、自動制御部５４は、正対制御を実行しない。一方で、バケット６の爪先と目標施工面（上り法面）との間の鉛直距離が小さくなる方向に旋回操作レバーが操作された場合、自動制御部５４は、正対制御を実行する。その結果、左端鉛直距離と右端鉛直距離との差が小さくなるように旋回用油圧モータ２Ａを動作させることができる。その後、自動制御部５４は、その差が所定値以下或いはゼロになると、旋回用油圧モータ２Ａを停止させる。或いは、自動制御部５４は、その差が所定値以下或いはゼロとなる旋回角度を目標角度として設定し、その目標角度と現在の旋回角度（検出値）との角度差がゼロになるように旋回角度制御を行ってもよい。この場合、旋回角度は、例えば、基準方向に関する上部旋回体３の前後軸の角度である。

次に、図３を参照し、ショベル１００に搭載される油圧システムの構成例について説明する。図３は、ショベル１００に搭載される油圧システムの構成例を示す図である。図３は、機械的動力伝達系、作動油ライン、パイロットライン及び電気制御系を、それぞれ二重線、実線、破線及び点線で示している。

ショベル１００の油圧システムは、主に、エンジン１１、レギュレータ１３、メインポンプ１４、パイロットポンプ１５、コントロールバルブ１７、操作装置２６、吐出圧センサ２８、操作圧センサ２９、コントローラ３０等を含む。

図３において、油圧システムは、エンジン１１によって駆動されるメインポンプ１４から、センターバイパス管路４０Ｃ又はパラレル管路４２Ｃを経て作動油タンクまで作動油を循環させることができるように構成されている。

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

メインポンプ１４は、作動油ラインを介して作動油をコントロールバルブ１７に供給できるように構成されている。本実施形態では、メインポンプ１４は、斜板式可変容量型油圧ポンプである。

レギュレータ１３は、メインポンプ１４の吐出量を制御できるように構成されている。本実施形態では、レギュレータ１３は、コントローラ３０からの制御指令に応じてメインポンプ１４の斜板傾転角を調節することによってメインポンプ１４の吐出量を制御する。

パイロットポンプ１５は、パイロットラインを介して操作装置２６を含む油圧制御機器に作動油を供給できるように構成されている。本実施形態では、パイロットポンプ１５は、固定容量型油圧ポンプである。

コントロールバルブ１７は、ショベル１００における油圧システムを制御する油圧制御装置である。本実施形態では、コントロールバルブ１７は、制御弁１７１～１７６を含む。制御弁１７５は制御弁１７５Ｌ及び制御弁１７５Ｒを含み、制御弁１７６は制御弁１７６Ｌ及び制御弁１７６Ｒを含む。コントロールバルブ１７は、制御弁１７１～１７６を通じ、メインポンプ１４が吐出する作動油を１又は複数の油圧アクチュエータに選択的に供給できるように構成されている。制御弁１７１～１７６は、例えば、メインポンプ１４から油圧アクチュエータに流れる作動油の流量、及び、油圧アクチュエータから作動油タンクに流れる作動油の流量を制御する。油圧アクチュエータは、ブームシリンダ７、アームシリンダ８、バケットシリンダ９、左走行用油圧モータ２ＭＬ、右走行用油圧モータ２ＭＲ及び旋回用油圧モータ２Ａを含む。

操作装置２６は、操作者がアクチュエータの操作のために用いる装置である。操作装置２６は、例えば、操作レバー及び操作ペダルを含む。アクチュエータは、油圧アクチュエータ及び電動アクチュエータの少なくとも１つを含む。本実施形態では、操作装置２６は、パイロットラインを介して、パイロットポンプ１５が吐出する作動油を、コントロールバルブ１７内の対応する制御弁のパイロットポートに供給できるように構成されている。パイロットポートのそれぞれに供給される作動油の圧力（パイロット圧）は、油圧アクチュエータのそれぞれに対応する操作装置２６の操作方向及び操作量に応じた圧力である。但し、操作装置２６は、上述のようなパイロット圧式ではなく、電気制御式であってもよい。この場合、コントロールバルブ１７内の制御弁は、電磁ソレノイド式スプール弁であってもよい。

吐出圧センサ２８は、メインポンプ１４の吐出圧を検出できるように構成されている。本実施形態では、吐出圧センサ２８は、検出した値をコントローラ３０に対して出力する。

操作圧センサ２９は、操作者による操作装置２６の操作の内容を検出できるように構成されている。本実施形態では、操作圧センサ２９は、アクチュエータのそれぞれに対応する操作装置２６の操作方向及び操作量を圧力（操作圧）の形で検出し、検出した値をコントローラ３０に対して出力する。操作装置２６の操作の内容は、操作圧センサ以外の他のセンサを用いて検出されてもよい。

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

左センターバイパス管路４０ＣＬは、コントロールバルブ１７内に配置された制御弁１７１、１７３、１７５Ｌ及び１７６Ｌを通る作動油ラインである。右センターバイパス管路４０ＣＲは、コントロールバルブ１７内に配置された制御弁１７２、１７４、１７５Ｒ及び１７６Ｒを通る作動油ラインである。

制御弁１７１は、左メインポンプ１４Ｌが吐出する作動油を左走行用油圧モータ２ＭＬへ供給し、且つ、左走行用油圧モータ２ＭＬが吐出する作動油を作動油タンクへ排出するために作動油の流れを切り換えるスプール弁である。

制御弁１７２は、右メインポンプ１４Ｒが吐出する作動油を右走行用油圧モータ２ＭＲへ供給し、且つ、右走行用油圧モータ２ＭＲが吐出する作動油を作動油タンクへ排出するために作動油の流れを切り換えるスプール弁である。

制御弁１７３は、左メインポンプ１４Ｌが吐出する作動油を旋回用油圧モータ２Ａへ供給し、且つ、旋回用油圧モータ２Ａが吐出する作動油を作動油タンクへ排出するために作動油の流れを切り換えるスプール弁である。

制御弁１７４は、右メインポンプ１４Ｒが吐出する作動油をバケットシリンダ９へ供給し、且つ、バケットシリンダ９内の作動油を作動油タンクへ排出するために作動油の流れを切り換えるスプール弁である。

制御弁１７５Ｌは、左メインポンプ１４Ｌが吐出する作動油をブームシリンダ７へ供給するために作動油の流れを切り換えるスプール弁である。制御弁１７５Ｒは、右メインポンプ１４Ｒが吐出する作動油をブームシリンダ７へ供給し、且つ、ブームシリンダ７内の作動油を作動油タンクへ排出するために作動油の流れを切り換えるスプール弁である。

制御弁１７６Ｌは、左メインポンプ１４Ｌが吐出する作動油をアームシリンダ８へ供給し、且つ、アームシリンダ８内の作動油を作動油タンクへ排出するために作動油の流れを切り換えるスプール弁である。

制御弁１７６Ｒは、右メインポンプ１４Ｒが吐出する作動油をアームシリンダ８へ供給し、且つ、アームシリンダ８内の作動油を作動油タンクへ排出するために作動油の流れを切り換えるスプール弁である。

左パラレル管路４２ＣＬは、左センターバイパス管路４０ＣＬに並行する作動油ラインである。左パラレル管路４２ＣＬは、制御弁１７１、１７３、１７５Ｌの何れかによって左センターバイパス管路４０ＣＬを通る作動油の流れが制限或いは遮断された場合に、より下流の制御弁に作動油を供給できる。右パラレル管路４２ＣＲは、右センターバイパス管路４０ＣＲに並行する作動油ラインである。右パラレル管路４２ＣＲは、制御弁１７２、１７４、１７５Ｒの何れかによって右センターバイパス管路４０ＣＲを通る作動油の流れが制限或いは遮断された場合に、より下流の制御弁に作動油を供給できる。

レギュレータ１３は、左レギュレータ１３Ｌ及び右レギュレータ１３Ｒを含む。左レギュレータ１３Ｌは、左メインポンプ１４Ｌの吐出圧に応じて左メインポンプ１４Ｌの斜板傾転角を調節することによって、左メインポンプ１４Ｌの吐出量を制御する。具体的には、左レギュレータ１３Ｌは、例えば、左メインポンプ１４Ｌの吐出圧の増大に応じて左メインポンプ１４Ｌの斜板傾転角を調節して吐出量を減少させる。右レギュレータ１３Ｒについても同様である。吐出圧と吐出量との積で表されるメインポンプ１４の吸収馬力がエンジン１１の出力馬力を超えないようにするためである。

操作装置２６は、左操作レバー２６Ｌ、右操作レバー２６Ｒ及び走行レバー２６Ｄを含む。走行レバー２６Ｄは、左走行レバー２６ＤＬ及び右走行レバー２６ＤＲを含む。

左操作レバー２６Ｌは、旋回操作とアーム５の操作に用いられる。左操作レバー２６Ｌは、前後方向に操作されると、パイロットポンプ１５が吐出する作動油を利用し、レバー操作量に応じた制御圧を制御弁１７６のパイロットポートに導入させる。また、左右方向に操作されると、パイロットポンプ１５が吐出する作動油を利用し、レバー操作量に応じた制御圧を制御弁１７３のパイロットポートに導入させる。

具体的には、左操作レバー２６Ｌは、アーム閉じ方向に操作された場合に、制御弁１７６Ｌの右側パイロットポートに作動油を導入させ、且つ、制御弁１７６Ｒの左側パイロットポートに作動油を導入させる。また、左操作レバー２６Ｌは、アーム開き方向に操作された場合には、制御弁１７６Ｌの左側パイロットポートに作動油を導入させ、且つ、制御弁１７６Ｒの右側パイロットポートに作動油を導入させる。また、左操作レバー２６Ｌは、左旋回方向に操作された場合に、制御弁１７３の左側パイロットポートに作動油を導入させ、右旋回方向に操作された場合に、制御弁１７３の右側パイロットポートに作動油を導入させる。

右操作レバー２６Ｒは、ブーム４の操作とバケット６の操作に用いられる。右操作レバー２６Ｒは、前後方向に操作されると、パイロットポンプ１５が吐出する作動油を利用し、レバー操作量に応じた制御圧を制御弁１７５のパイロットポートに導入させる。また、左右方向に操作されると、パイロットポンプ１５が吐出する作動油を利用し、レバー操作量に応じた制御圧を制御弁１７４のパイロットポートに導入させる。

具体的には、右操作レバー２６Ｒは、ブーム下げ方向に操作された場合に、制御弁１７５Ｒの左側パイロットポートに作動油を導入させる。また、右操作レバー２６Ｒは、ブーム上げ方向に操作された場合には、制御弁１７５Ｌの右側パイロットポートに作動油を導入させ、且つ、制御弁１７５Ｒの左側パイロットポートに作動油を導入させる。また、右操作レバー２６Ｒは、バケット閉じ方向に操作された場合に、制御弁１７４の右側パイロットポートに作動油を導入させ、バケット開き方向に操作された場合に、制御弁１７４の左側パイロットポートに作動油を導入させる。

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

吐出圧センサ２８は、吐出圧センサ２８Ｌ及び吐出圧センサ２８Ｒを含む。吐出圧センサ２８Ｌは、左メインポンプ１４Ｌの吐出圧を検出し、検出した値をコントローラ３０に対して出力する。吐出圧センサ２８Ｒについても同様である。

操作圧センサ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、操作者による左操作レバー２６Ｌに対する前後方向への操作の内容を圧力の形で検出し、検出した値をコントローラ３０に対して出力する。操作の内容は、例えば、レバー操作方向、レバー操作量（レバー操作角度）等である。

同様に、操作圧センサ２９ＬＢは、操作者による左操作レバー２６Ｌに対する左右方向への操作の内容を圧力の形で検出し、検出した値をコントローラ３０に対して出力する。操作圧センサ２９ＲＡは、操作者による右操作レバー２６Ｒに対する前後方向への操作の内容を圧力の形で検出し、検出した値をコントローラ３０に対して出力する。操作圧センサ２９ＲＢは、操作者による右操作レバー２６Ｒに対する左右方向への操作の内容を圧力の形で検出し、検出した値をコントローラ３０に対して出力する。操作圧センサ２９ＤＬは、操作者による左走行レバー２６ＤＬに対する前後方向への操作の内容を圧力の形で検出し、検出した値をコントローラ３０に対して出力する。操作圧センサ２９ＤＲは、操作者による右走行レバー２６ＤＲに対する前後方向への操作の内容を圧力の形で検出し、検出した値をコントローラ３０に対して出力する。

コントローラ３０は、操作圧センサ２９の出力を受信し、必要に応じてレギュレータ１３に対して制御指令を出力し、メインポンプ１４の吐出量を変化させる。また、コントローラ３０は、絞り１８の上流に設けられた制御圧センサ１９の出力を受信し、必要に応じてレギュレータ１３に対して制御指令を出力し、メインポンプ１４の吐出量を変化させる。絞り１８は左絞り１８Ｌ及び右絞り１８Ｒを含み、制御圧センサ１９は左制御圧センサ１９Ｌ及び右制御圧センサ１９Ｒを含む。

左センターバイパス管路４０ＣＬには、最も下流にある制御弁１７６Ｌと作動油タンクとの間に左絞り１８Ｌが配置されている。そのため、左メインポンプ１４Ｌが吐出した作動油の流れは、左絞り１８Ｌで制限される。そして、左絞り１８Ｌは、左レギュレータ１３Ｌを制御するための制御圧を発生させる。左制御圧センサ１９Ｌは、この制御圧を検出するためのセンサであり、検出した値をコントローラ３０に対して出力する。コントローラ３０は、この制御圧に応じて左メインポンプ１４Ｌの斜板傾転角を調節することによって、左メインポンプ１４Ｌの吐出量を制御する。コントローラ３０は、この制御圧が大きいほど左メインポンプ１４Ｌの吐出量を減少させ、この制御圧が小さいほど左メインポンプ１４Ｌの吐出量を増大させる。右メインポンプ１４Ｒの吐出量も同様に制御される。

具体的には、図３で示されるようにショベル１００における油圧アクチュエータが何れも操作されていない待機状態の場合、左メインポンプ１４Ｌが吐出する作動油は、左センターバイパス管路４０ＣＬを通って左絞り１８Ｌに至る。そして、左メインポンプ１４Ｌが吐出する作動油の流れは、左絞り１８Ｌの上流で発生する制御圧を増大させる。その結果、コントローラ３０は、左メインポンプ１４Ｌの吐出量を許容最小吐出量まで減少させ、吐出した作動油が左センターバイパス管路４０ＣＬを通過する際の圧力損失（ポンピングロス）を抑制する。一方、何れかの油圧アクチュエータが操作された場合、左メインポンプ１４Ｌが吐出する作動油は、操作対象の油圧アクチュエータに対応する制御弁を介して、操作対象の油圧アクチュエータに流れ込む。そして、左メインポンプ１４Ｌが吐出する作動油の流れは、左絞り１８Ｌに至る量を減少或いは消失させ、左絞り１８Ｌの上流で発生する制御圧を低下させる。その結果、コントローラ３０は、左メインポンプ１４Ｌの吐出量を増大させ、操作対象の油圧アクチュエータに十分な作動油を循環させ、操作対象の油圧アクチュエータの駆動を確かなものとする。なお、コントローラ３０は、右メインポンプ１４Ｒの吐出量も同様に制御する。

上述のような構成により、図３の油圧システムは、待機状態においては、メインポンプ１４における無駄なエネルギ消費を抑制できる。無駄なエネルギ消費は、メインポンプ１４が吐出する作動油がセンターバイパス管路４０Ｃで発生させるポンピングロスを含む。また、図３の油圧システムは、油圧アクチュエータを作動させる場合には、メインポンプ１４から必要十分な作動油を操作対象の油圧アクチュエータに確実に供給できる。

次に、図４Ａ～図４Ｆを参照し、コントローラ３０がマシンコントロール機能によってアクチュエータを動作させるための構成について説明する。図４Ａ～図４Ｆは、油圧システムの一部の図である。具体的には、図４Ａは、アームシリンダ８の操作に関する油圧システムの一部の図であり、図４Ｂは、旋回用油圧モータ２Ａの操作に関する油圧システムの一部の図である。また、図４Ｃは、ブームシリンダ７の操作に関する油圧システムの一部の図であり、図４Ｄは、バケットシリンダ９の操作に関する油圧システムの一部の図である。同様に、図４Ｅは、左走行用油圧モータ２ＭＬの操作に関する油圧システムの一部の図であり、図４Ｆは、右走行用油圧モータ２ＭＲの操作に関する油圧システムの一部の図である。

図４Ａ～図４Ｆに示すように、油圧システムは、比例弁３１及びシャトル弁３２を含む。比例弁３１は、比例弁３１ＡＬ～３１ＦＬ及び３１ＡＲ～３１ＦＲを含み、シャトル弁３２は、シャトル弁３２ＡＬ～３２ＦＬ及び３２ＡＲ～３２ＦＲを含む。また、本実施形態では、油圧システムは、図４Ｂ、図４Ｅ、及び図４Ｆに示す部分において、比例弁３３を含む。比例弁３３は、比例弁３３ＢＬ、３３ＢＲ、３３ＥＬ、３３ＥＲ、３３ＦＬ、及び３３ＦＲを含む。

比例弁３１は、マシンコントロール用制御弁として機能する。比例弁３１は、パイロットポンプ１５とシャトル弁３２とを接続する管路に配置され、その管路の流路面積を変更できるように構成されている。本実施形態では、比例弁３１は、コントローラ３０が出力する制御指令に応じて動作する。そのため、コントローラ３０は、操作者による操作装置２６の操作とは無関係に、パイロットポンプ１５が吐出する作動油を、比例弁３１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のパイロットポートに供給できる。

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する。２つの入口ポートのうちの１つは操作装置２６に接続され、他方は比例弁３１に接続されている。出口ポートは、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。

比例弁３３は、比例弁３１と同様に、マシンコントロール用制御弁として機能する。比例弁３３は、操作装置２６とシャトル弁３２とを接続する管路に配置され、その管路の流路面積を変更できるように構成されている。本実施形態では、比例弁３３は、コントローラ３０が出力する制御指令に応じて動作する。そのため、コントローラ３０は、操作者による操作装置２６の操作とは無関係に、操作装置２６が吐出する作動油の圧力を減圧した上で、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のパイロットポートに供給できる。

この構成により、コントローラ３０は、特定の操作装置２６に対する操作が行われていない場合であっても、その特定の操作装置２６に対応する油圧アクチュエータを動作させることができる。また、コントローラ３０は、特定の操作装置２６に対する操作が行われている場合であっても、その特定の操作装置２６に対応する油圧アクチュエータの動作を強制的に停止させることができる。

例えば、図４Ａに示すように、左操作レバー２６Ｌは、アーム５を操作するために用いられる。具体的には、左操作レバー２６Ｌは、パイロットポンプ１５が吐出する作動油を利用し、前後方向への操作に応じたパイロット圧を制御弁１７６のパイロットポートに作用させる。より具体的には、左操作レバー２６Ｌは、アーム閉じ方向（後方向）に操作された場合に、操作量に応じたパイロット圧を制御弁１７６Ｌの右側パイロットポートと制御弁１７６Ｒの左側パイロットポートに作用させる。また、左操作レバー２６Ｌは、アーム開き方向（前方向）に操作された場合には、操作量に応じたパイロット圧を制御弁１７６Ｌの左側パイロットポートと制御弁１７６Ｒの右側パイロットポートに作用させる。

左操作レバー２６ＬにはスイッチＳＷが設けられている。本実施形態では、スイッチＳＷは、押しボタンスイッチである。操作者は、スイッチＳＷを押しながら左操作レバー２６Ｌを操作できる。スイッチＳＷは、右操作レバー２６Ｒに設けられていてもよく、キャビン１０内の他の位置に設けられていてもよい。

操作圧センサ２９ＬＡは、操作者による左操作レバー２６Ｌに対する前後方向への操作の内容を圧力の形で検出し、検出した値をコントローラ３０に対して出力する。

比例弁３１ＡＬは、コントローラ３０が出力する電流指令に応じて動作する。そして、パイロットポンプ１５から比例弁３１ＡＬ及びシャトル弁３２ＡＬを介して制御弁１７６Ｌの右側パイロットポート及び制御弁１７６Ｒの左側パイロットポートに導入される作動油によるパイロット圧を調整する。比例弁３１ＡＲは、コントローラ３０が出力する電流指令に応じて動作する。そして、パイロットポンプ１５から比例弁３１ＡＲ及びシャトル弁３２ＡＲを介して制御弁１７６Ｌの左側パイロットポート及び制御弁１７６Ｒの右側パイロットポートに導入される作動油によるパイロット圧を調整する。比例弁３１ＡＬ、３１ＡＲは、制御弁１７６Ｌ、１７６Ｒを任意の弁位置で停止できるようにパイロット圧を調整可能である。

この構成により、コントローラ３０は、操作者によるアーム閉じ操作とは無関係に、パイロットポンプ１５が吐出する作動油を、比例弁３１ＡＬ及びシャトル弁３２ＡＬを介し、制御弁１７６Ｌの右側パイロットポート及び制御弁１７６Ｒの左側パイロットポートに供給できる。すなわち、アーム５を閉じることができる。また、コントローラ３０は、操作者によるアーム開き操作とは無関係に、パイロットポンプ１５が吐出する作動油を、比例弁３１ＡＲ及びシャトル弁３２ＡＲを介し、制御弁１７６Ｌの左側パイロットポート及び制御弁１７６Ｒの右側パイロットポートに供給できる。すなわち、アーム５を開くことができる。

また、図４Ｂに示すように、左操作レバー２６Ｌは、旋回機構２を操作するためにも用いられる。具体的には、左操作レバー２６Ｌは、パイロットポンプ１５が吐出する作動油を利用し、左右方向への操作に応じたパイロット圧を制御弁１７３のパイロットポートに作用させる。より具体的には、左操作レバー２６Ｌは、左旋回方向（左方向）に操作された場合に、操作量に応じたパイロット圧を制御弁１７３の左側パイロットポートに作用させる。また、左操作レバー２６Ｌは、右旋回方向（右方向）に操作された場合には、操作量に応じたパイロット圧を制御弁１７３の右側パイロットポートに作用させる。

操作圧センサ２９ＬＢは、操作者による左操作レバー２６Ｌに対する左右方向への操作の内容を圧力の形で検出し、検出した値をコントローラ３０に対して出力する。

比例弁３１ＢＬは、コントローラ３０が出力する電流指令に応じて動作する。そして、パイロットポンプ１５から比例弁３１ＢＬ及びシャトル弁３２ＢＬを介して制御弁１７３の左側パイロットポートに導入される作動油によるパイロット圧を調整する。比例弁３１ＢＲは、コントローラ３０が出力する電流指令に応じて動作する。そして、パイロットポンプ１５から比例弁３１ＢＲ及びシャトル弁３２ＢＲを介して制御弁１７３の右側パイロットポートに導入される作動油によるパイロット圧を調整する。比例弁３１ＢＬ、３１ＢＲは、制御弁１７３を任意の弁位置で停止できるようにパイロット圧を調整可能である。

この構成により、コントローラ３０は、操作者による左旋回操作とは無関係に、パイロットポンプ１５が吐出する作動油を、比例弁３１ＢＬ及びシャトル弁３２ＢＬを介し、制御弁１７３の左側パイロットポートに供給できる。すなわち、旋回機構２を左旋回させることができる。また、コントローラ３０は、操作者による右旋回操作とは無関係に、パイロットポンプ１５が吐出する作動油を、比例弁３１ＢＲ及びシャトル弁３２ＢＲを介し、制御弁１７３の右側パイロットポートに供給できる。すなわち、旋回機構２を右旋回させることができる。

比例弁３３ＢＬは、コントローラ３０が出力する制御指令（電流指令）に応じて動作する。そして、パイロットポンプ１５から左操作レバー２６Ｌ、比例弁３３ＢＬ、及びシャトル弁３２ＢＬを介して制御弁１７３の左側パイロットポートに導入される作動油によるパイロット圧を減圧する。比例弁３３ＢＲは、コントローラ３０が出力する制御指令（電流指令）に応じて動作する。そして、パイロットポンプ１５から左操作レバー２６Ｌ、比例弁３３ＢＲ、及びシャトル弁３２ＢＲを介して制御弁１７３の右側パイロットポートに導入される作動油によるパイロット圧を減圧する。比例弁３３ＢＬ、３３ＢＲは、制御弁１７３を任意の弁位置で停止できるようにパイロット圧を調整可能である。

この構成により、コントローラ３０は、操作者による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、制御弁１７３の左側パイロットポートに作用するパイロット圧を減圧し、上部旋回体３の左旋回動作を強制的に停止させることができる。操作者による右旋回操作が行われているときに上部旋回体３の右旋回動作を強制的に停止させる場合についても同様である。

或いは、コントローラ３０は、操作者による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、比例弁３１ＢＲを制御し、制御弁１７３の左側パイロットポートの反対側にある、制御弁１７３の右側パイロットポートに作用するパイロット圧を増大させ、制御弁１７３を強制的に中立位置に戻すことで、上部旋回体３の左旋回動作を強制的に停止させてもよい。この場合、比例弁３３ＢＬは省略されてもよい。操作者による右旋回操作が行われている場合に上部旋回体３の右旋回動作を強制的に停止させる場合についても同様である。

また、図４Ｃに示すように、右操作レバー２６Ｒは、ブーム４を操作するために用いられる。具体的には、右操作レバー２６Ｒは、パイロットポンプ１５が吐出する作動油を利用し、前後方向への操作に応じたパイロット圧を制御弁１７５のパイロットポートに作用させる。より具体的には、右操作レバー２６Ｒは、ブーム上げ方向（後方向）に操作された場合に、操作量に応じたパイロット圧を制御弁１７５Ｌの右側パイロットポートと制御弁１７５Ｒの左側パイロットポートに作用させる。また、右操作レバー２６Ｒは、ブーム下げ方向（前方向）に操作された場合には、操作量に応じたパイロット圧を制御弁１７５Ｒの右側パイロットポートに作用させる。

操作圧センサ２９ＲＡは、操作者による右操作レバー２６Ｒに対する前後方向への操作の内容を圧力の形で検出し、検出した値をコントローラ３０に対して出力する。

比例弁３１ＣＬは、コントローラ３０が出力する電流指令に応じて動作する。そして、パイロットポンプ１５から比例弁３１ＣＬ及びシャトル弁３２ＣＬを介して制御弁１７５Ｌの右側パイロットポート及び制御弁１７５Ｒの左側パイロットポートに導入される作動油によるパイロット圧を調整する。比例弁３１ＣＲは、コントローラ３０が出力する電流指令に応じて動作する。そして、パイロットポンプ１５から比例弁３１ＣＲ及びシャトル弁３２ＣＲを介して制御弁１７５Ｌの左側パイロットポート及び制御弁１７５Ｒの右側パイロットポートに導入される作動油によるパイロット圧を調整する。比例弁３１ＣＬ、３１ＣＲは、制御弁１７５Ｌ、１７５Ｒを任意の弁位置で停止できるようにパイロット圧を調整可能である。

この構成により、コントローラ３０は、操作者によるブーム上げ操作とは無関係に、パイロットポンプ１５が吐出する作動油を、比例弁３１ＣＬ及びシャトル弁３２ＣＬを介し、制御弁１７５Ｌの右側パイロットポート及び制御弁１７５Ｒの左側パイロットポートに供給できる。すなわち、ブーム４を上げることができる。また、コントローラ３０は、操作者によるブーム下げ操作とは無関係に、パイロットポンプ１５が吐出する作動油を、比例弁３１ＣＲ及びシャトル弁３２ＣＲを介し、制御弁１７５Ｒの右側パイロットポートに供給できる。すなわち、ブーム４を下げることができる。

また、図４Ｄに示すように、右操作レバー２６Ｒは、バケット６を操作するためにも用いられる。具体的には、右操作レバー２６Ｒは、パイロットポンプ１５が吐出する作動油を利用し、左右方向への操作に応じたパイロット圧を制御弁１７４のパイロットポートに作用させる。より具体的には、右操作レバー２６Ｒは、バケット閉じ方向（左方向）に操作された場合に、操作量に応じたパイロット圧を制御弁１７４の左側パイロットポートに作用させる。また、右操作レバー２６Ｒは、バケット開き方向（右方向）に操作された場合には、操作量に応じたパイロット圧を制御弁１７４の右側パイロットポートに作用させる。

操作圧センサ２９ＲＢは、操作者による右操作レバー２６Ｒに対する左右方向への操作の内容を圧力の形で検出し、検出した値をコントローラ３０に対して出力する。

比例弁３１ＤＬは、コントローラ３０が出力する電流指令に応じて動作する。そして、パイロットポンプ１５から比例弁３１ＤＬ及びシャトル弁３２ＤＬを介して制御弁１７４の左側パイロットポートに導入される作動油によるパイロット圧を調整する。比例弁３１ＤＲは、コントローラ３０が出力する電流指令に応じて動作する。そして、パイロットポンプ１５から比例弁３１ＤＲ及びシャトル弁３２ＤＲを介して制御弁１７４の右側パイロットポートに導入される作動油によるパイロット圧を調整する。比例弁３１ＤＬ、３１ＤＲは、制御弁１７４を任意の弁位置で停止できるようにパイロット圧を調整可能である。

この構成により、コントローラ３０は、操作者によるバケット閉じ操作とは無関係に、パイロットポンプ１５が吐出する作動油を、比例弁３１ＤＬ及びシャトル弁３２ＤＬを介し、制御弁１７４の左側パイロットポートに供給できる。すなわち、バケット６を閉じることができる。また、コントローラ３０は、操作者によるバケット開き操作とは無関係に、パイロットポンプ１５が吐出する作動油を、比例弁３１ＤＲ及びシャトル弁３２ＤＲを介し、制御弁１７４の右側パイロットポートに供給できる。すなわち、バケット６を開くことができる。

また、図４Ｅに示すように、左走行レバー２６ＤＬは、左クローラを操作するために用いられる。具体的には、左走行レバー２６ＤＬは、パイロットポンプ１５が吐出する作動油を利用し、前後方向への操作に応じたパイロット圧を制御弁１７１のパイロットポートに作用させる。より具体的には、左走行レバー２６ＤＬは、前進方向（前方向）に操作された場合に、操作量に応じたパイロット圧を制御弁１７１の左側パイロットポートに作用させる。また、左走行レバー２６ＤＬは、後進方向（後方向）に操作された場合には、操作量に応じたパイロット圧を制御弁１７１の右側パイロットポートに作用させる。

操作圧センサ２９ＤＬは、操作者による左走行レバー２６ＤＬに対する前後方向への操作の内容を圧力の形で検出し、検出した値をコントローラ３０に対して出力する。

比例弁３１ＥＬは、コントローラ３０が出力する電流指令に応じて動作する。そして、パイロットポンプ１５から比例弁３１ＥＬ及びシャトル弁３２ＥＬを介して制御弁１７１の左側パイロットポートに導入される作動油によるパイロット圧を調整する。比例弁３１ＥＲは、コントローラ３０が出力する電流指令に応じて動作する。そして、パイロットポンプ１５から比例弁３１ＥＲ及びシャトル弁３２ＥＲを介して制御弁１７１の右側パイロットポートに導入される作動油によるパイロット圧を調整する。比例弁３１ＥＬ、３１ＥＲは、制御弁１７１を任意の弁位置で停止できるようにパイロット圧を調整可能である。

この構成により、コントローラ３０は、操作者による左前進操作とは無関係に、パイロットポンプ１５が吐出する作動油を、比例弁３１ＥＬ及びシャトル弁３２ＥＬを介し、制御弁１７１の左側パイロットポートに供給できる。すなわち、左クローラを前進させることができる。また、コントローラ３０は、操作者による左後進操作とは無関係に、パイロットポンプ１５が吐出する作動油を、比例弁３１ＥＲ及びシャトル弁３２ＥＲを介し、制御弁１７１の右側パイロットポートに供給できる。すなわち、左クローラを後進させることができる。

比例弁３３ＥＬは、コントローラ３０が出力する制御指令（電流指令）に応じて動作する。そして、パイロットポンプ１５から左走行レバー２６ＤＬ、比例弁３３ＥＬ、及びシャトル弁３２ＥＬを介して制御弁１７１の左側パイロットポートに導入される作動油によるパイロット圧を減圧する。比例弁３３ＥＲは、コントローラ３０が出力する制御指令（電流指令）に応じて動作する。そして、パイロットポンプ１５から左走行レバー２６ＤＬ、比例弁３３ＥＲ、及びシャトル弁３２ＥＲを介して制御弁１７１の右側パイロットポートに導入される作動油によるパイロット圧を減圧する。比例弁３３ＥＬ、３３ＥＲは、制御弁１７１を任意の弁位置で停止できるようにパイロット圧を調整可能である。

この構成により、コントローラ３０は、操作者による左前進操作が行われている場合であっても、必要に応じて、制御弁１７１の左側パイロットポートに作用するパイロット圧を減圧し、下部走行体１の左前進動作を強制的に停止させることができる。操作者による左後進操作が行われているときに下部走行体１の左後進動作を強制的に停止させる場合についても同様である。

或いは、コントローラ３０は、操作者による左前進操作が行われている場合であっても、必要に応じて、比例弁３１ＥＲを制御し、制御弁１７１の左側パイロットポートの反対側にある、制御弁１７１の右側パイロットポートに作用するパイロット圧を増大させ、制御弁１７１を強制的に中立位置に戻すことで、下部走行体１の左前進動作を強制的に停止させてもよい。この場合、比例弁３３ＥＬは省略されてもよい。操作者による左後進操作が行われている場合に下部走行体１の左後進動作を強制的に停止させる場合についても同様である。

また、図４Ｆに示すように、右走行レバー２６ＤＲは、右クローラを操作するために用いられる。具体的には、右走行レバー２６ＤＲは、パイロットポンプ１５が吐出する作動油を利用し、前後方向への操作に応じたパイロット圧を制御弁１７２のパイロットポートに作用させる。より具体的には、右走行レバー２６ＤＲは、前進方向（前方向）に操作された場合に、操作量に応じたパイロット圧を制御弁１７２の右側パイロットポートに作用させる。また、右走行レバー２６ＤＲは、後進方向（後方向）に操作された場合には、操作量に応じたパイロット圧を制御弁１７２の左側パイロットポートに作用させる。

操作圧センサ２９ＤＲは、操作者による右走行レバー２６ＤＲに対する前後方向への操作の内容を圧力の形で検出し、検出した値をコントローラ３０に対して出力する。

比例弁３１ＦＬは、コントローラ３０が出力する電流指令に応じて動作する。そして、パイロットポンプ１５から比例弁３１ＦＬ及びシャトル弁３２ＦＬを介して制御弁１７２の左側パイロットポートに導入される作動油によるパイロット圧を調整する。比例弁３１ＦＲは、コントローラ３０が出力する電流指令に応じて動作する。そして、パイロットポンプ１５から比例弁３１ＦＲ及びシャトル弁３２ＦＲを介して制御弁１７２の右側パイロットポートに導入される作動油によるパイロット圧を調整する。比例弁３１ＦＬ、３１ＦＲは、制御弁１７２を任意の弁位置で停止できるようにパイロット圧を調整可能である。

この構成により、コントローラ３０は、操作者による右前進操作とは無関係に、パイロットポンプ１５が吐出する作動油を、比例弁３１ＦＬ及びシャトル弁３２ＦＬを介し、制御弁１７２の右側パイロットポートに供給できる。すなわち、右クローラを前進させることができる。また、コントローラ３０は、操作者による右後進操作とは無関係に、パイロットポンプ１５が吐出する作動油を、比例弁３１ＦＲ及びシャトル弁３２ＦＲを介し、制御弁１７２の左側パイロットポートに供給できる。すなわち、右クローラを後進させることができる。

比例弁３３ＦＬは、コントローラ３０が出力する制御指令（電流指令）に応じて動作する。そして、パイロットポンプ１５から右走行レバー２６ＤＲ、比例弁３３ＦＬ、及びシャトル弁３２ＦＬを介して制御弁１７２の左側パイロットポートに導入される作動油によるパイロット圧を減圧する。比例弁３３ＦＲは、コントローラ３０が出力する制御指令（電流指令）に応じて動作する。そして、パイロットポンプ１５から右走行レバー２６ＤＲ、比例弁３３ＦＲ、及びシャトル弁３２ＦＲを介して制御弁１７２の右側パイロットポートに導入される作動油によるパイロット圧を減圧する。比例弁３３ＦＬ、３３ＦＲは、制御弁１７１を任意の弁位置で停止できるようにパイロット圧を調整可能である。

この構成により、コントローラ３０は、操作者による右前進操作が行われている場合であっても、必要に応じて、制御弁１７２の右側パイロットポートに作用するパイロット圧を減圧し、下部走行体１の右前進動作を強制的に停止させることができる。操作者による右後進操作が行われているときに下部走行体１の右後進動作を強制的に停止させる場合についても同様である。

或いは、コントローラ３０は、操作者による右前進操作が行われている場合であっても、必要に応じて、比例弁３１ＦＬを制御し、制御弁１７２の右側パイロットポートの反対側にある、制御弁１７２の左側パイロットポートに作用するパイロット圧を増大させ、制御弁１７２を強制的に中立位置に戻すことで、下部走行体１の右前進動作を強制的に停止させてもよい。この場合、比例弁３３ＦＲは省略されてもよい。操作者による右後進操作が行われている場合に下部走行体１の右後進動作を強制的に停止させる場合についても同様である。

なお、上述の実施形態では、油圧式パイロット回路を備えた油圧式操作レバーが採用されているが、このような油圧式パイロット回路を備えた油圧式操作レバーではなく、電気式パイロット回路を備えた電気式操作レバーが採用されてもよい。この場合、電気式操作レバーのレバー操作量は、電気信号としてコントローラ３０へ入力される。また、パイロットポンプ１５と各制御弁のパイロットポートとの間には電磁弁が配置される。電磁弁は、コントローラ３０からの電気信号に応じて動作するように構成される。この構成により、電気式操作レバーを用いた手動操作が行われると、コントローラ３０は、レバー操作量に対応する電気信号によって電磁弁を制御してパイロット圧を増減させることで各制御弁を移動させることができる。なお、各制御弁は電磁スプール弁で構成されていてもよい。この場合、電磁スプール弁は、電気式操作レバーのレバー操作量に対応するコントローラ３０からの電気信号に応じて動作する。

次に、図５を参照し、マシンガイダンス装置５０の別の構成例について説明する。図５は、ショベル１００の基本システムの別の構成例を示すブロック図であり、図２に対応する。図５の基本システムは、マシンガイダンス装置５０が旋回角度算出部５５及び相対角度算出部５６を含む点で、図２の基本システムと相違するが、その他の点で共通する。そのため、共通部分の説明を省略し、相違部分を詳細に説明する。

旋回角度算出部５５は、上部旋回体３の旋回角度を算出する。上部旋回体３の現在の向きを特定するためである。本実施形態では、旋回角度算出部５５は、測位装置Ｐ１としてのＧＮＳＳコンパスの出力に基づき、基準方向に関する上部旋回体３の前後軸の角度を旋回角度として算出する。旋回角速度センサＳ５の出力に基づいて旋回角度を算出してもよい。また、施工現場に基準点が設定されている場合には、旋回軸から基準点を見た方向を基準方向としてもよい。

旋回角度は、アタッチメント稼動面が延びる方向を示す。アタッチメント稼動面は、例えば、アタッチメントを縦断する仮想平面であり、旋回平面に垂直となるように配置される。旋回平面は、例えば、旋回軸に垂直な旋回フレームの底面を含む仮想平面である。マシンガイダンス装置５０は、例えば、アタッチメント稼動面が目標施工面の法線を含んでいると判断した場合に、上部旋回体３が目標施工面に正対していると判断する。

相対角度算出部５６は、上部旋回体３を目標施工面に正対させるために必要な旋回角度としての相対角度を算出する。相対角度は、例えば、上部旋回体３を目標施工面に正対させたときの上部旋回体３の前後軸の方向と、上部旋回体３の前後軸の現在の方向との間に形成されている相対的な角度である。本実施形態では、相対角度算出部５６は、記憶装置４７に記憶されている目標施工面に関するデータと、旋回角度算出部５５が算出した旋回角度とに基づいて相対角度を算出する。

自動制御部５４は、所定のスイッチが押下された状態で旋回操作レバーが操作されると、上部旋回体３を目標施工面に正対させる方向に旋回操作レバーが操作されたか否かを判断する。そして、上部旋回体３を目標施工面に正対させる方向に旋回操作レバーが操作されたと判断した場合、自動制御部５４は、相対角度算出部５６が算出した相対角度を目標角度として設定する。そして、旋回操作レバーが操作された後の旋回角度の変化が目標角度に達した場合に、上部旋回体３が目標施工面に正対したと判定し、旋回用油圧モータ２Ａの動きを停止させる。

このようにして、図５のマシンガイダンス装置５０は、図２のマシンガイダンス装置５０と同様に、上部旋回体３を目標施工面に正対させることができる。

次に、図６を参照し、操作者による走行操作をコントローラ３０が支援する処理（以下、「走行操作支援処理」とする。）の一例について説明する。図６は、走行操作支援処理のフローチャートである。コントローラ３０は、例えば、ＭＣスイッチが押下されているときに、所定の制御周期で繰り返しこの走行操作支援処理を実行する。

最初に、コントローラ３０は、走行操作が行われたか否かを判定する（ステップＳＴ１）。本実施形態では、コントローラ３０に含まれるマシンガイダンス装置５０は、操作圧センサ２９ＤＬ、２９ＤＲの出力に基づいて走行レバー２６Ｄ又は走行ペダルが操作されたか否かを判定する。

走行操作が行われていないと判定した場合（ステップＳＴ１のＮＯ）、コントローラ３０は、今回の走行操作支援処理を終了させる。

走行操作が行われていると判定した場合（ステップＳＴ１のＹＥＳ）、コントローラ３０は、走行ガイダンスを開始させる（ステップＳＴ２）。走行ガイダンスは、ショベル１００の走行中に、視覚情報及び聴覚情報を用いて、隣接する仮想平面とショベル中心点との間の直線距離である残距離の大きさをショベル１００の操作者に伝える機能である。なお、コントローラ３０は、隣接する仮想平面ＰＳにショベル１００が到達する度に、仕上げが完了していない斜面がある側における次の隣接する仮想平面ＰＳを、次の目標仮想平面として設定する。目標仮想平面は、残距離を導き出すために参照される仮想平面である。そして、２つの隣接する仮想平面の間の距離は、例えば、バケット６の種類、サイズ、及び土砂特性等の少なくとも１つに応じて設定される。本実施形態では、マシンガイダンス装置５０は、走行ガイダンスを開始させることで、音声出力装置４３による断続音を用いて残距離の大きさを操作者に伝えるようにする。具体的には、マシンガイダンス装置５０は、残距離が小さくなるほど断続音の間隔を短くすることで、残距離の変化を操作者に伝えるようにする。

その後、コントローラ３０は、残距離が所定距離以下になったか否かを判定する（ステップＳＴ３）。本実施形態では、マシンガイダンス装置５０は、残距離がゼロになったか否かを判定する。

残距離が所定距離より大きいと判定した場合（ステップＳＴ３のＮＯ）、コントローラ３０は、残距離が所定距離以下になったと判定するまで、ステップＳＴ３の判定を繰り返す。

残距離が所定距離以下になったと判定した場合（ステップＳＴ３のＹＥＳ）、コントローラ３０は、ショベル１００の走行を停止させる（ステップＳＴ４）。本実施形態では、マシンガイダンス装置５０は、比例弁３１ＥＬ、３１ＥＲ、３１ＦＬ及び３１ＥＲのそれぞれに所定の電流指令を出力して制御弁１７１及び１７２のそれぞれを強制的に中立位置に戻す。左走行用油圧モータ２ＭＬ及び右走行用油圧モータ２ＭＲのそれぞれの回転を停止させるためである。その結果、マシンガイダンス装置５０は、左クローラ及び右クローラのそれぞれの動きを停止させることで、ショベル１００の走行を停止させることができる。

マシンガイダンス装置５０は、残距離が上記所定値より大きい別の所定値以下となった場合に、ショベル１００を減速させてもよい。残距離が上記所定値以下になったときに、ショベル１００の走行を急停止させてしまうのを防止するためである。例えば、マシンガイダンス装置５０は、所定の減速パターンでショベル１００を減速させることで、ショベル１００の減速度を制限してもよい。法面形成作業の際のショベル１００の移動は、操作者にとっては横方向への移動となる場合が多い。そこで、操作者の横方向の揺れを抑えるため、マシンガイダンス装置５０は、残距離に応じて減速度を調整してショベル１００を緩やかに減速させるような、所定の減速パターンを設定してもよい。

なお、コントローラ３０は、ステップＳＴ３及びステップＳＴ４を省略してもよい。すなわち、走行ガイダンスを開始させるのみであってもよい。或いは、コントローラ３０は、ステップＳＴ２を省略してもよい。すなわち、走行ガイダンスを開始させずに、残距離が所定距離以下になったときにショベル１００を停止させるのみであってもよい。

次に、図７Ａ及び図７Ｂを参照し、コントローラ３０が上部旋回体３を目標施工面に正対させる処理（以下、「正対処理」とする。）の一例について説明する。図７Ａ及び図７Ｂは、正対処理が実行される際のショベル１００の左後方斜視図である。具体的には、図７Ａは、上部旋回体３が目標施工面に正対していないときの状態を示し、図７Ｂは、上部旋回体３が目標施工面に正対しているときの状態を示す。図７Ａ及び図７Ｂにおける目標施工面は、例えば図１に示すような上り法面ＢＳである。そして、図７Ａ及び図７Ｂにおける範囲ＮＳは、上り法面ＢＳが完成していない範囲、すなわち、図１に示すように地表面ＥＳが上り法面ＢＳと一致していない範囲を表し、図７Ａ及び図７Ｂにおける範囲ＣＳは、上り法面ＢＳが完成した範囲、すなわち、地表面ＥＳが上り法面ＢＳと一致している範囲を表す。

上部旋回体３が目標施工面に正対しているときの状態は、例えば、水平面上で、目標施工面の向き（延長方向）を表す線分Ｌ１と、上部旋回体３の前後軸を表す線分Ｌ２との間に形成される角度が９０度になっている状態を含む。線分Ｌ１で表される目標施工面の向きとしての法面の延長方向は、例えば、斜面長（法足）方向に垂直な方向である。斜面長（法足）方向は、例えば、上端（法肩）から下端（法尻）までの直線で示される方向である。上部旋回体３が目標施工面に正対している状態は、水平面上で、上部旋回体３の前後軸を表す線分Ｌ２と、目標施工面の向き（延長方向）に垂直な線分Ｌ３との間に形成される角度が０度になっている状態として定義されてもよい。なお、線分Ｌ３で表される方向は、目標施工面に下ろした垂線の水平成分の方向に対応している。

図７Ａ及び図７Ｂの円筒体ＣＢは目標施工面（上り法面ＢＳ）の法線の一部を表し、図７Ａ及び図７Ｂの一点鎖線は旋回平面ＳＦを表し、図７Ａ及び図７Ｂの破線はアタッチメント稼動面ＡＦを表す。アタッチメント稼動面ＡＦは、旋回平面ＳＦに垂直となるように配置されている。そして、図７Ｂに示すように、上部旋回体３が目標施工面に正対している状態では、アタッチメント稼動面ＡＦは、円筒体ＣＢで表されるような法線の一部を含むように、すなわち、アタッチメント稼動面ＡＦが法線の一部に沿って延びるように配置されている。

自動制御部５４は、例えば、アタッチメント稼動面ＡＦと目標施工面（上り法面ＢＳ）とが垂直になるときの旋回角度を目標角度として設定する。そして、測位装置Ｐ１等の出力に基づいて現在の旋回角度を検出し、目標角度と現在の旋回角度（検出値）との差を算出する。そして、その差が所定値以下又はゼロとなるように旋回用油圧モータ２Ａを動作させる。具体的には、自動制御部５４は、目標角度と現在の旋回角度との差が所定値以下又はゼロとなったときに、上部旋回体３が目標施工面に正対したと判定する。また、自動制御部５４は、所定のスイッチが押下された状態で旋回操作レバーが操作されると、上部旋回体３を目標施工面に正対させる方向に旋回操作レバーが操作されたか否かを判断する。例えば、目標角度と現在の旋回角度との差が大きくなる方向に旋回操作レバーが操作された場合、自動制御部５４は、正対制御を実行しない。一方で、目標角度と現在の旋回角度との差が小さくなる方向に旋回操作レバーが操作された場合、自動制御部５４は、正対制御を実行する。その結果、目標角度と現在の旋回角度との差が小さくなるように旋回用油圧モータ２Ａを動作させることができる。その後、自動制御部５４は、目標角度と現在の旋回角度との差が所定値以下或いはゼロになると、旋回用油圧モータ２Ａを停止させる。

上述の図７Ａ及び図７Ｂに関する説明を踏まえ、ここで改めて、正対処理の流れについて説明する。最初に、コントローラ３０に含まれるマシンガイダンス装置５０は、正対ずれが生じているか否かを判定する。本実施形態では、マシンガイダンス装置５０は、記憶装置４７に予め記憶されている目標施工面に関する情報と、向き検出装置としての測位装置Ｐ１の出力とに基づいて正対ずれが生じているか否かを判定する。目標施工面に関する情報は、目標施工面の向きに関する情報を含む。測位装置Ｐ１は、上部旋回体３の向きに関する情報を出力する。マシンガイダンス装置５０は、例えば、図７Ａに示すように、アタッチメント稼動面ＡＦが目標施工面の法線を含んでいない状態である場合に、目標施工面とショベル１００との正対ずれが生じていると判定する。このような状態では、目標施工面の向きを表す線分Ｌ１と上部旋回体３の向きを表す線分Ｌ２との間に形成される角度が９０度でない状態となる。

正対ずれが生じていないと判定した場合、マシンガイダンス装置５０は、正対制御を実行することなく、正対処理を終了させる。

正対ずれが生じていると判定した場合、マシンガイダンス装置５０は、ショベル１００の周囲に障害物が存在しないか否かを判定する。本実施形態では、マシンガイダンス装置５０は、カメラＳ６が撮像した画像に画像認識処理を施すことで、撮像した画像内に所定の障害物に関する画像が存在するか否かを判定する。所定の障害物は、例えば、人、動物、機械、建造物等である。そして、ショベル１００の周囲に設定される所定範囲に関する画像内に所定の障害物に関する画像が存在しないと判定した場合にショベル１００の周囲に障害物が存在しないと判定する。所定範囲は、例えば、上部旋回体３を目標施工面に正対させるためにショベル１００を動かした場合にショベル１００に接触してしまう物体が存在し得る範囲を含む。但し、所定範囲は、例えば旋回軸から所定距離の範囲内等、より広い範囲として設定されていてもよい。

ショベル１００の周囲に障害物が存在すると判定した場合、マシンガイダンス装置５０は、正対制御を実行することなく、正対処理を終了させる。正対制御の実行によってショベル１００と障害物とが接触してしまうのを防止するためである。この場合、マシンガイダンス装置５０は、警報を出力させてもよい。

ショベル１００の周囲に障害物が存在しないと判定した場合、マシンガイダンス装置５０は、正対制御を実行する。図７Ａ及び図７Ｂの例では、マシンガイダンス装置５０の自動制御部５４は、比例弁３１ＢＬ（図４Ｂ参照。）に対して電流指令を出力する。そして、パイロットポンプ１５から出て比例弁３１ＢＬ及びシャトル弁３２ＢＬを通る作動油によって生成されるパイロット圧を制御弁１７３の左側パイロットポートに作用させる。左側パイロットポートでパイロット圧を受けた制御弁１７３は、右方向に変位し、左メインポンプ１４Ｌが吐出する作動油を旋回用油圧モータ２Ａの第１ポート２Ａ１に流入させる。また、旋回用油圧モータ２Ａの第２ポート２Ａ２から流出する作動油を作動油タンクに流出させる。その結果、旋回用油圧モータ２Ａは、順方向に回転し、旋回軸回りに上部旋回体３を左方向に旋回させる。その後、自動制御部５４は、線分Ｌ１と線分Ｌ２との間に形成される角度が９０度になるところで、或いは、線分Ｌ２と線分Ｌ３との間に形成される角度が０度になるところで、比例弁３１ＢＬに対する電流指令の出力を中止し、制御弁１７３の左側パイロットポートに作用しているパイロット圧を低減させる。制御弁１７３は、左方向に変位して中立位置に戻り、左メインポンプ１４Ｌから旋回用油圧モータ２Ａの第１ポート２Ａ１に向かう作動油の流れを遮断する。また、旋回用油圧モータ２Ａの第２ポート２Ａ２から作動油タンクに向かう作動油の流れを遮断する。その結果、旋回用油圧モータ２Ａは、順方向への回転を停止し、上部旋回体３の左方向への旋回を停止させる。

次に、図８を参照し、走行操作支援処理が実行されるときのショベル１００の動きの一例について説明する。図８は、Ｘ軸に沿って直線的に延びる上り法面ＢＳを形成する作業を行うショベル１００の上面図である。図８の例では、アーム５の先端にエンドアタッチメントとしての法面バケット６Ａが取り付けられている。法面バケット６Ａは、幅Ｗ１を有する。操作者は、掘削アタッチメントの１回のストロークで上り法面ＢＳの法肩ＴＳから法尻ＦＳまでを平らに仕上げるようにする。そして、このような掘削アタッチメントのストロークと下部走行体１の走行とを交互に繰り返して広い斜面範囲を平らに仕上げるようにする。具体的には、操作者は、今回のストロークで法面バケット６Ａが接触する斜面範囲と前回のストロークで法面バケット６Ａが接触した斜面範囲とが所定の幅Ｗ２だけ重複するようにショベル１００を操作する。図８の範囲ＮＳは、上り法面ＢＳが完成していない範囲、すなわち、図１に示すように地表面ＥＳが上り法面ＢＳと一致していない範囲を表し、範囲ＣＳは、上り法面ＢＳが完成した範囲、すなわち、地表面ＥＳが上り法面ＢＳと一致している範囲を表す。また、範囲ＤＳは、上述の重複範囲、すなわち、範囲ＣＳのうち、連続する２回のストロークのそれぞれで法面バケット６Ａが接触した範囲を表す。図８の例では、範囲ＣＳは、範囲ＣＳ１～ＣＳ６を含み、範囲ＤＳは、範囲ＤＳ１～ＤＳ５を含む。範囲ＤＳ１は、範囲ＣＳ１と範囲ＣＳ２とが重複する範囲を示し、範囲ＤＳ２は、範囲ＣＳ２と範囲ＣＳ３とが重複する範囲を示す。範囲ＤＳ３～ＤＳ５についても同様である。

図８は、掘削アタッチメントの現在（今回）のストロークと過去の５回のストロークで完成された上り法面ＢＳを表している。点Ｑｃは、現在の法面バケット６Ａの爪先の左端の位置を表す。点Ｑ１は、今回のストロークを開始させたときの法面バケット６Ａの爪先の左端の位置を表す。点Ｑ２～点Ｑ６は、１回～５回前のストロークを開始させたときの破線で示す法面バケット６Ａの爪先の左端の位置を表す。点Ｒ１は、現在のショベル中心点ＣＰの位置を表す。点Ｒ２～点Ｒ６は、１回～５回前のストロークを開始させたときのショベル中心点ＣＰの位置を表す。一点鎖線で示す複数の仮想平面ＰＳは、上り法面ＢＳの法線を含む互いに平行な仮想平面であり、法面バケット６Ａの幅Ｗ１より小さい距離を隔てて等間隔に配置されている。仮想平面ＰＳは、等間隔に設定されていてもよく、不等間隔に設定されていてもよい。また、仮想平面ＰＳは、本実施形態では予め設定されているが、動的に設定されてもよい。

具体的には、仮想平面ＰＳは、仮想平面ＰＳ１～ＰＳ６及びＰＳａ～ＰＳｃを含む。仮想平面ＰＳ１～ＰＳ６は、過去に使用された仮想平面ＰＳの例であり、１回～５回前のストロークを開始させたときのショベル中心点ＣＰの位置である点Ｒ１～Ｒ６を通る。仮想平面ＰＳａ～ＰＳｃは、将来的に使用される仮想平面ＰＳの例であり、１回～３回後のストロークを開始させるときのショベル中心点ＣＰを通る。

マシンガイダンス装置５０は、ＭＣスイッチが押下された状態で走行レバー２６Ｄが操作される度に走行ガイダンスを開始させ、且つ、ショベル１００の所定部位（ショベル中心点ＣＰ）が仮想平面ＰＳに達する度に、すなわち、ショベル１００が所定の距離Ｄだけ移動する度にショベル１００を停止させる。ここで、所定の距離Ｄは、隣接する仮想平面ＰＳに応じて設定される。このようにして、マシンガイダンス装置５０は、所定の距離Ｄだけショベル１００が進む都度、つまり、ショベル１００が隣接する仮想平面ＰＳに到達する度に、仕上げが完了していない斜面範囲がある側における次の隣接する仮想平面ＰＳを、次の目標仮想平面として設定する。そして、２つの隣接する仮想平面の間の距離である所定の距離Ｄは、バケット６の種類、サイズ、及び土砂特性等の少なくとも１つに応じて設定される。

具体的には、マシンガイダンス装置５０は、下部走行体１の移動に関する所定の条件を設定し、その条件が満たされたときに、走行用油圧モータ２Ｍを制御して下部走行体１の移動を停止させるように構成されていてもよい。この場合、所定の条件は、例えば、ショベル１００の走行中にショベル中心点ＣＰが仮想平面ＰＳに到達したことを含む。

マシンガイダンス装置５０は、例えば、測位装置Ｐ１の出力に基づき、ショベル１００の走行中に＋Ｘ側の最も近いところにある仮想平面ＰＳにショベル中心点ＣＰが到達したと判定した場合に、ショベル１００の走行を停止させる。なお、上述の実施形態では、ショベル１００が移動する範囲である移動範囲として法面に沿った方向における範囲のみが記載されているが、移動範囲は、法面に垂直な方向（上部旋回体３の前後軸の方向）における範囲であってもよい。この場合、法肩ＴＳと法尻ＦＳがアタッチメントの稼動範囲に含まれるように、法面に垂直な方向における下部走行体１の移動範囲は制限される。例えば、ショベル１００が法面から離間し過ぎてしまい、バケット６が法肩ＴＳに届かなくなりそうな場合には、マシンガイダンス装置５０は、制動制御によってショベル１００を減速若しくは停止させたり、或いは、その旨をショベル１００の操作者に伝えたりしてもよい。

ショベル１００が強制的に停止させられるまでの実際の走行距離は、２つの仮想平面間の距離Ｄ以上となる。ショベル１００は、２つの仮想平面間の最短ルートをとるとは限らないためである。具体的には、ショベル１００が強制的に停止させられるまでの実際の走行距離は、ショベル１００が蛇行したり前後進を繰り返したりした場合に大きくなる。

次に、図９Ａ～図９Ｄを参照し、掘削アタッチメントの連続する２回のストロークのそれぞれで法面バケット６Ａが接触する斜面範囲である範囲ＤＳ（図８参照。）が生成されることの効果について説明する。図９Ａ～図９Ｄは、図８の破線で示す線分ＳＧを含む鉛直断面を示す。具体的には、図９Ａは、現在の鉛直断面の状態を示す。図９Ｂは、幅Ｗ２の範囲ＤＳが生成されるように掘削アタッチメントの次回のストロークが行われたときの鉛直断面の状態を示す。図９Ｃは、範囲ＤＳが生成されないよう、すなわち、重複範囲の幅Ｗ２がゼロとなるように、次回のストロークが行われたときの鉛直断面の状態を示す。図９Ｄは、今回のストロークによって掘削される幅Ｗ１の範囲と次回のストロークによって掘削される幅Ｗ１の範囲との間に幅Ｗ３の隙間が生じてしまったときの鉛直断面の状態を示す。図９Ａにおける点Ｑｎ、Ｑｎ１及びＱｎ２は、それぞれ、次回のストロークの際の法面バケット６Ａの爪先の左端の位置を示す。法面バケット６Ａの爪先の左端が点Ｑｎを通るストロークは、図９Ｂの状態をもたらす。法面バケット６Ａの爪先の左端が点Ｑｎ１を通るストロークは、図９Ｃの状態をもたらす。法面バケット６Ａの爪先の左端が点Ｑｎ２を通るストロークは、図９Ｄの状態をもたらす。

具体的には、次回のストロークで法面バケット６Ａの爪先の左端が点Ｑｎを通る場合、法面バケット６Ａは、図９Ｂの破線で示す幅Ｗ４（＝Ｗ１－Ｗ２）の範囲Ｚ１内にある土砂を掘削する。この場合、法面バケット６Ａは、法肩ＴＳから法尻ＦＳまで移動する際に掘削した土砂の全てを法面バケット６Ａ内に取り込むことができ、法面バケット６Ａの外に土砂を溢れさせることがない。範囲ＤＳ上の空間には土砂が存在しないため、法面バケット６Ａ内に取り込まれる土砂の量（体積）は、法面バケット６Ａの全幅を利用して土砂を掘削する場合に比べて小さいためである。

これに対し、次回のストロークで法面バケット６Ａの爪先の左端が点Ｑｎ１を通る場合、法面バケット６Ａは、図９Ｃの破線で示す幅Ｗ１の範囲Ｚ２内にある土砂を掘削する。この場合、法面バケット６Ａは、法肩ＴＳから法尻ＦＳまで移動する際に掘削した土砂の全てを法面バケット６Ａ内に取り込むことができず、法面バケット６Ａの外に土砂を溢れさせてしまう。法面バケット６Ａの全幅を利用して土砂を掘削しているため、法面バケット６Ａ内に取り込まれる土砂の量（体積）が図９Ｂのときに比べて大きいためである。図９Ｃの土砂ＭＴ１は、法面バケット６Ａの左端から溢れ出て範囲ＣＳ上に積もった土砂を表す。操作者は、範囲ＣＳ上に積もった土砂ＭＴ１を取り除くために、ショベル１００を－Ｘ側に移動させた上で、掘削アタッチメントの追加的なストロークを行う必要がある。

或いは、次回のストロークで法面バケット６Ａの爪先の左端が点Ｑｎ２を通る場合、法面バケット６Ａは、図９Ｄの破線で示す幅Ｗ１の範囲Ｚ３内にある土砂を掘削する。この場合、法面バケット６Ａは、図９Ｃの場合と同様に、法肩ＴＳから法尻ＦＳまで移動する際に掘削した土砂の全てを法面バケット６Ａ内に取り込むことができず、法面バケット６Ａの外に土砂を溢れさせてしまう。法面バケット６Ａの全幅を利用して土砂を掘削しているため、法面バケット６Ａ内に取り込まれる土砂の量（体積）が図９Ｂのときに比べて大きいためである。図９Ｄの土砂ＭＴ２は、法面バケット６Ａの左端から溢れ出て範囲ＮＳ１及び範囲ＣＳ上に積もった土砂を表す。範囲ＮＳ１は、範囲ＮＳのうち、今回のストロークによって掘削される幅Ｗ１の範囲と次回のストロークによって掘削される幅Ｗ１の範囲との間に形成される部分である。操作者は、範囲ＮＳ１を掘削するために、且つ、範囲ＮＳ１及び範囲ＣＳ上に積もった土砂ＭＴ２を取り除くために、ショベル１００を－Ｘ側に移動させた上で、掘削アタッチメントの追加的なストロークを行う必要がある。

上述のように、１回のストロークで法面バケット６Ａ内に取り込まれる土砂の量が、法面バケット６Ａの容量を上回ってしまうと、法面バケット６Ａによって掘削された土砂の一部は、仕上げが完了した範囲ＣＳ上に溢れ出てしまう。その結果、操作者は、範囲ＣＳ上に溢れ出た土砂を取り除くために、ショベル１００を移動させた上で掘削アタッチメントの追加的なストロークを行う必要がある。

なお、図９Ｂに示すように範囲ＤＳが生成されたとしても、その幅Ｗ２が不足している場合には、図９Ｃに示すような範囲ＤＳが生成されなかった場合と同様に、範囲ＣＳ上に土砂が溢れ出てしまう。このような状況は、操作者が手動で走行操作を行ってショベル１００を移動させる場合に発生し易い。具体的には、操作者が手動で走行操作を行ってショベル１００を必要以上に移動させてしまった場合に発生する。

そこで、マシンガイダンス装置５０は、１回のストロークで法面バケット６Ａ内に取り込まれる土砂の量が、法面バケット６Ａの容量を上回らないよう、仮想平面ＰＳを適切に配置することで、各ストローク間に行われるショベル１００の走行を制御する。具体的には、マシンガイダンス装置５０は、図８に示すように、ショベル中心点ＣＰが仮想平面ＰＳに到達すると、ショベル１００の走行を強制的に停止させる。図９Ｂに示すように、今回のストロークで法面バケット６Ａが接触する斜面範囲と前回のストロークで法面バケット６Ａが接触した斜面範囲とが所定の幅Ｗ２だけ重複するように上部旋回体３を位置決めできるようにするためである。

目標走行距離を設定する場合も同様である。この場合、マシンガイダンス装置５０は、１回のストロークで法面バケット６Ａ内に取り込まれる土砂の量が、法面バケット６Ａの容量を上回らないよう、目標走行距離を適切な値に設定することで、各ストローク間に行われるショベル１００の走行を制御する。具体的には、マシンガイダンス装置５０は、測位装置Ｐ１の出力に基づいて算出される走行距離が目標走行距離に達すると、ショベル１００の走行を強制的に停止させる。

次に、図１０を参照し、走行ガイダンスが開始されたときに表示装置４０に表示される走行ガイダンス画像Ｇについて説明する。図１０は、走行ガイダンス画像Ｇの構成例を示す図である。走行ガイダンス画像Ｇは、画像Ｇ１～Ｇ６を含む。

画像Ｇ１は、ショベル１００を真上から見たときのショベル１００の形状を表すショベル図形である。本実施形態では、ショベル図形は、走行ガイダンス画像Ｇのほぼ中央に配置され、且つ、掘削アタッチメントを表す図形があるその前部が表示装置４０の上側を向くように配置される。

画像Ｇ２は、ショベル１００の周囲の俯瞰画像である。本実施形態では、コントローラ３０は、後カメラＳ６Ｂ、前カメラＳ６Ｆ、左カメラＳ６Ｌ及び右カメラＳ６Ｒのそれぞれが撮像した画像に視点変換処理を施して俯瞰画像を生成する。画像Ｇ１としての俯瞰画像は、図１０に示すように、画像Ｇ２としてのショベル図形を取り囲むように配置される。

画像Ｇ３は、ショベル１００の前後左右にある地物の画像が走行ガイダンス画像Ｇのどこに表示されているかを表すテキストである。本実施形態では、画像Ｇ３は、テキストメッセージ「ＦＲＯＮＴ」であり、ショベル１００の前方にある地物の画像が走行ガイダンス画像Ｇの上側に表示されていることを示している。これは、同時に、ショベル１００の後方、左方及び右方にある地物の画像が、それぞれ、走行ガイダンス画像Ｇの下側、左側及び右側に表示されていることを示している。

画像Ｇ４は、ショベル１００の右側に位置する仮想平面ＰＳを表す図形である。本実施形態では、画像Ｇ４は、ショベル１００の右側で最も近くに位置する仮想平面ＰＳを表す線分である。

画像Ｇ５は、仮想平面ＰＳに関するショベル１００の位置を表す図形である。本実施形態では、画像Ｇ５は、仮想平面ＰＳに平行で、ショベル中心点ＣＰを通る線分を表す破線である。

画像Ｇ６は、ショベル中心点ＣＰと仮想平面ＰＳとの間の距離を表す図形である。本実施形態では、画像Ｇ６は、双方向矢印とテキストボックスの組み合わせである。テキストボックスは、ショベル中心点ＣＰと仮想平面ＰＳとの間の直線距離の値を表示している。図１０の例では、直線距離は、「５０ｃｍ」である。双方向矢印は、画像Ｇ４（線分）と画像Ｇ５（破線）との間に配置され、テキストボックス内に表示されている「５０ｃｍ」がショベル中心点ＣＰと仮想平面ＰＳとの間の直線距離であることを表している。テキストボックス内に表示されている直線距離の値は、ショベル１００の移動に応じて更新される。画像Ｇ４の表示位置は、直線距離の値の増減に応じて変化するように構成されていてもよく、直線距離の値が変化しても変化しないように構成されていてもよい。

走行ガイダンス画像Ｇを見た操作者は、次回のストロークで法面バケット６Ａ内に取り込まれる土砂の量が、法面バケット６Ａの容量を上回らないようにするために、ショベル１００をどの程度移動させればよいかを直感的に把握できる。

次に、図１１を参照し、走行操作支援処理が実行されるときのショベル１００の動きの別の一例について説明する。図１１は、湾曲部ＢＤを含む上り法面ＢＳを形成する作業を行うショベル１００の上面図である。図１１の例では、アーム５の先端にエンドアタッチメントとしての法面バケット６Ａが取り付けられている。法面バケット６Ａは、幅Ｗ１を有する。操作者は、掘削アタッチメントの１回のストロークで上り法面ＢＳの法肩ＴＳから法尻ＦＳまでを平らに仕上げるようにする。具体的には、操作者は、図８に示すように、今回のストロークで法面バケット６Ａが接触する斜面範囲と前回のストロークで法面バケット６Ａが接触した斜面範囲とが所定の幅だけ重複するようにショベル１００を操作する。図１１の範囲ＮＳは、上り法面ＢＳが完成していない範囲、すなわち、図１に示すように地表面ＥＳが上り法面ＢＳと一致していない範囲を表し、範囲ＣＳは、上り法面ＢＳが完成した範囲、すなわち、地表面ＥＳが上り法面ＢＳと一致している範囲を表す。

図１１は、掘削アタッチメントの現在（今回）のストロークと過去の６回のストロークで完成された斜面範囲を含む上り法面ＢＳを表している。点Ｑｃは、現在の法面バケット６Ａの爪先の左端の位置を表す。点Ｑ１は、今回のストロークを開始させたときの法面バケット６Ａの爪先の左端の位置を表す。点Ｑ２～点Ｑ７は、１回～６回前のストロークを開始させたときの法面バケット６Ａの爪先の左端の位置を表す。破線で示すショベルは、６回前のストロークを開始させたときのショベル１００を示す。点Ｒ１は、現在のショベル中心点ＣＰの位置を表す。点Ｒ２～点Ｒ７は、１回～６回前のストロークを開始させたときのショベル中心点ＣＰの位置を表す。一点鎖線で示す複数の仮想平面ＰＳは、上り法面ＢＳの法線を含む仮想平面であり、法肩ＴＳのところで法面バケット６Ａの幅Ｗ１より小さい距離を隔て、上り法面ＢＳの延長方向に並ぶように配置されている。また、複数の仮想平面ＰＳのそれぞれは、湾曲部ＢＤの曲率中心を通るように配置されている。なお、仮想平面ＰＳは、法肩ＴＳ又は法尻ＦＳにおいて等間隔となるように設定されていてもよく、不等間隔となるように設定されていてもよい。また、仮想平面ＰＳは、予め設定されていてもよく、動的に設定されてもよい。

具体的には、仮想平面ＰＳは、仮想平面ＰＳ１～ＰＳ７を含む。仮想平面ＰＳ１は、曲率中心と点Ｒ１とを通る。仮想平面ＰＳ２～ＰＳ７についても同様である。

マシンガイダンス装置５０は、ＭＣスイッチが押下された状態で走行レバー２６Ｄが操作される度に走行ガイダンスを開始させ、或いは、ショベル１００の所定部位が仮想平面ＰＳに達する度に、すなわち、ショベル１００が所定距離だけ移動する度にショベル１００を停止させる。

具体的には、マシンガイダンス装置５０は、測位装置Ｐ１の出力に基づき、ショベル１００の走行中に＋Ｘ側にある仮想平面ＰＳにショベル中心点ＣＰが到達したと判定した場合に、ショベル１００の走行を停止させる。そのため、湾曲部ＢＤでの作業の際には、ショベル１００の実際の走行距離（例えば、点Ｒ５と点Ｒ４との間の距離）は、法肩ＴＳにおける法面バケット６Ａの移動距離（例えば、点Ｑ５と点Ｑ４との間の距離）よりも大きくなる。なお、上述の実施形態では、ショベル１００が移動する範囲である移動範囲として法面に沿った方向における範囲のみが記載されているが、移動範囲は、法面に垂直な方向（上部旋回体３の前後軸の方向）における範囲であってもよい。この場合、法肩ＴＳと法尻ＦＳがアタッチメントの稼動範囲に含まれるように、法面に垂直な方向における下部走行体１の移動範囲は制限される。例えば、ショベル１００が法面から離間し過ぎてしまい、バケット６が法肩ＴＳに届かなくなりそうな場合には、マシンガイダンス装置５０は、制動制御によってショベル１００を減速若しくは停止させたり、或いは、その旨をショベル１００の操作者に伝えたりしてもよい。

上述のように、マシンガイダンス装置５０は、上り法面ＢＳが湾曲部ＢＤを含む場合であっても、上り法面ＢＳが直線的に延びる場合と同様に、走行操作支援処理を実行できる。

次に、図１２を参照し、マシンガイダンス装置５０の更に別の構成例について説明する。図１２は、ショベル１００の基本システムの更に別の構成例を示すブロック図であり、図２に対応する。図１２の基本システムは、空間認識装置Ｓ７を含む点で、図２の基本システムと相違するが、その他の点で共通する。そのため、共通部分の説明を省略し、相違部分を詳細に説明する。図１２の例では、ショベル１００は、Ｘ軸に沿って直線的に延びる上り法面ＢＳ（図８参照。）を形成する作業を行っている。

空間認識装置Ｓ７は、ショベル１００の周囲の空間に存在する地物を認識できるように構成されている。本実施形態では、空間認識装置Ｓ７はＬＩＤＡＲである。空間認識装置Ｓ７は、距離画像センサであってもよい。具体的には、空間認識装置Ｓ７は、ショベル１００の前方の空間に存在する地物を認識する前ＬＩＤＡＲ、ショベル１００の左方の空間に存在する地物を認識する左ＬＩＤＡＲ、ショベル１００の右方の空間に存在する地物を認識する右ＬＩＤＡＲ、及び、ショベル１００の後方の空間に存在する地物を認識する後ＬＩＤＡＲを含む。

前ＬＩＤＡＲは、例えば、キャビン１０の天井、すなわちキャビン１０の内部に取り付けられている。キャビン１０の屋根、すなわちキャビン１０の外部に取り付けられていてもよい。左ＬＩＤＡＲは、上部旋回体３の上面左端に取り付けられ、右ＬＩＤＡＲは、上部旋回体３の上面右端に取り付けられ、後ＬＩＤＡＲは、上部旋回体３の上面後端に取り付けられている。

マシンガイダンス装置５０は、下部走行体１を移動させた直後に行われる掘削アタッチメントによる作業によって法面バケット６Ａに取り込まれる土砂の体積に基づき、仮想平面ＰＳの位置を動的に決定するように構成されている。すなわち、前回決定された仮想平面ＰＳと今回決定される仮想平面ＰＳとの間の距離Ｄを決定するように構成されている。典型的には、マシンガイダンス装置５０は、下部走行体１を移動させた直後に行われる掘削アタッチメントによる作業によって法面バケット６Ａに取り込まれる土砂の体積と法面バケット６Ａの容積とがほぼ等しくなるように距離Ｄを決定するように構成されている。

法面バケット６Ａに取り込まれる土砂の体積は、例えば、目標施工面に関するデータと、現在の地表面ＥＳに関するデータと、法面バケット６Ａのサイズに関するデータと、作業開始位置から作業終了位置までの距離に関するデータと、に基づいて算出される。現在の地表面ＥＳに関するデータは、典型的には、直近のストロークによって仕上げられた範囲ＣＳに関するデータと、次のストロークによって仕上げられる範囲ＮＳに関するデータと、を含む。

目標施工面に関するデータは、例えば、上り法面ＢＳに関するデータであり、記憶装置４７に記憶されている。現在の地表面ＥＳに関するデータは、例えば、空間認識装置Ｓ７の出力に基づいて導き出される。法面バケット６Ａのサイズに関するデータは、例えば、記憶装置４７に記憶されている。法面バケット６Ａのサイズに関するデータは、例えば、法面バケット６Ａの容積及び幅Ｗ１を含む。作業開始位置から作業終了位置までの距離に関するデータは、例えば、法肩ＴＳから法尻ＦＳまでの直線距離である法足に関するデータを含む。

現在の地表面ＥＳに関するデータは、カメラＳ６の出力に基づいて導き出されてもよい。或いは、現在の地表面ＥＳに関するデータは、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等の出力に基づいて算出される掘削アタッチメントの姿勢の過去の推移（作動履歴）に基づいて導き出されてもよい。これらの場合、空間認識装置Ｓ７は省略されてもよい。

マシンガイダンス装置５０は、目標施工面に関するデータと現在の地表面ＥＳに関するデータとに基づき、目標施工面と現在の地表面ＥＳとの間に存在する土砂の厚さを導き出すことができる。そして、マシンガイダンス装置５０は、土砂の厚さと、法面バケット６Ａの幅Ｗ１と、法足とに基づき、下部走行体１を移動させた直後に行われる掘削アタッチメントによる作業によって法面バケット６Ａに取り込まれる土砂の体積を導き出すことができる。

法面バケット６Ａに取り込まれる土砂の体積は、範囲ＤＳの幅Ｗ２が大きいほど、小さくなる。範囲ＤＳの上には、新たに掘削される土砂が存在しないためである。

この関係に基づき、マシンガイダンス装置５０は、例えば、法面バケット６Ａに取り込まれる土砂の体積が法面バケット６Ａの容積を超えないという条件を満たす幅Ｗ２を導き出すことができる。すなわち、マシンガイダンス装置５０は、下部走行体１を移動させた直後に行われる掘削アタッチメントによる作業の際に土砂が法面バケット６Ａの外に溢れ出さないという条件を満たす幅Ｗ２を導き出すことができる。

上述の条件を満たす幅Ｗ２が決まれば、マシンガイダンス装置５０は、その幅Ｗ２をもたらす仮想平面間の距離Ｄをリアルタイムに導き出すことができる。

そして、仮想平面間の距離Ｄが決まれば、マシンガイダンス装置５０は、新たな仮想平面ＰＳの位置を決定し、その新たな仮想平面ＰＳとショベル中心点ＣＰとの位置関係を継続的に監視できる。そして、マシンガイダンス装置５０は、その新たな仮想平面ＰＳにショベル中心点ＣＰが到達したと判定した場合に、走行用油圧モータ２Ｍの回転を停止させることで、ショベル１００の走行を停止させることができる。

次に、図１３Ａ～図１３Ｃを参照して、ショベル１００の自律運転機能に関する構成について説明する。

図１３Ａ～図１３Ｃは、ショベル１００の自律運転機能に関する構成の一例を示す図である。具体的には、図１３Ａは、下部走行体１の自律運転機能に関する構成部分の一例を示す図である。図１３Ｂ及び図１３Ｃは、上部旋回体３及びアタッチメントの自律運転機能に関する構成部分の一例を示す図である。

本例では、コントローラ３０は、姿勢検出装置、入力装置４２、撮像装置（カメラＳ６）、測位装置Ｐ１、及び異常検知センサ７４等の少なくとも１つが出力する信号を受け、様々な演算を実行し、比例弁３１及び比例弁３３等に制御指令を出力できるように構成されている。姿勢検出装置は、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、及び旋回状態センサ（旋回角速度センサＳ５）を含む。

コントローラ３０は、目標施工面設定部Ｆ１と、作業終了目標位置設定部Ｆ２と、走行目標軌道生成部Ｆ３と、異常監視部Ｆ４と、停止判定部Ｆ５と、姿勢検出部Ｆ６と、次作業位置設定部Ｆ７、位置算出部Ｆ８と、比較部Ｆ９と、物体検知部Ｆ１０と、移動指令生成部Ｆ１１と、速度算出部Ｆ１２と、速度制限部Ｆ１３と、流量指令生成部Ｆ１４と、バケット形状設定部Ｆａと、移動距離設定部Ｆｂとを機能要素として含む。また、コントローラ３０は、Ａｔｔ目標軌道更新部Ｆ１５と、現在爪先位置算出部Ｆ１６と、次爪先位置算出部Ｆ１７と、爪先速度指令値生成部Ｆ１８と、爪先速度指令値制限部Ｆ１９と、指令値算出部Ｆ２０と、ブーム電流指令生成部Ｆ２１と、ブームスプール変位量算出部Ｆ２２と、ブーム角度算出部Ｆ２３と、アーム電流指令生成部Ｆ３１と、アームスプール変位量算出部Ｆ３２と、アーム角度算出部Ｆ３３と、バケット電流指令生成部Ｆ４１と、バケットスプール変位量算出部Ｆ４２と、バケット角度算出部Ｆ４３と、旋回電流指令生成部Ｆ５１と、旋回スプール変位量算出部Ｆ５２と、旋回角度算出部Ｆ５３とを機能要素として含む。

なお、コントローラ３０における各機能要素は、説明の便宜のために区別されて示されているが、物理的に区別されている必要はなく、全体的に或いは部分的に共通のソフトウェアコンポーネント若しくはハードウェアコンポーネントで構成されていてもよい。

また、コントローラ３０における１又は複数の機能要素は、後述の管理装置３００等の他の制御装置における機能要素であってもよい。すなわち、各機能要素は、何れの制御装置によって実現されてもよい。例えば、作業終了目標位置設定部Ｆ２、走行目標軌道生成部Ｆ３、及び移動指令生成部Ｆ１１は、ショベル１００の外部にある管理装置３００によって実現されてもよい。

目標施工面設定部Ｆ１は、入力装置４２の出力、即ち、入力装置４２で受け付けられる操作入力に応じて、目標施工面を設定する。目標施工面設定部Ｆ１は、通信装置Ｔ１を通じて外部装置（例えば、後述の管理装置３００）から受信される情報に基づき、目標施工面を設定してもよい。

作業終了目標位置設定部Ｆ２は、所定の作業の終了位置に対応するショベル１００（下部走行体１）の自律走行に関する目標位置（以下、「作業終了目標位置」）を設定するように構成されている。例えば、作業終了目標位置設定部Ｆ２は、ショベル１００を目標施工面に並列して自律走行させながら、法面の施工作業を行う際の施工対象の法面における作業終了位置に対応する作業終了目標位置を設定してよい。作業終了位置は、入力装置４２から取り込まれる目標施工面に関する情報に含まれていてもよいし、目標施工面に基づき、自動で生成されてもよい。

走行目標軌道生成部Ｆ３は、目標施工面の形状と、作業終了目標位置とに基づき、ショベル１００（下部走行体１）の自律走行に関する走行目標軌道を生成するように構成されている。また、走行目標軌道生成部Ｆ３は、生成する走行目標軌道に対する許容誤差範囲を設定してもよい。

バケット形状設定部Ｆａは、バケット形状に関する情報を設定するように構成されている。図１３Ａに示す例では、バケット形状設定部Ｆａは、入力装置４２の出力、即ち、入力装置４２で受け付けられる操作入力に応じてバケット形状に関する情報を設定する。バケット形状に関する情報は、例えば、バケット幅又はバケット背面角度等に関する情報である。バケット背面角度は、例えば、アームトップピンとバケット６の爪先とを結ぶ線分とバケット６の背面との間に形成される角度である。この構成により、バケット形状設定部Ｆａは、例えば、アーム５の先端に法面バケット６Ａが取り付けられている場合には、通常のバケット６が取り付けられている場合に比べ、バケット幅（図８の幅Ｗ１を参照。）が大きいことを認識できる。

移動距離設定部Ｆｂは、ショベル１００の移動距離を設定できるように構成されている。図１３Ａに示す例では、移動距離設定部Ｆｂは、バケット形状設定部Ｆａで設定されたバケット形状に関する情報に基づき、ショベル１００の移動距離を設定する。例えば、移動距離設定部Ｆｂは、法面を形成する作業が行われる場合において、法面バケット６Ａの幅（例えば図８の幅Ｗ１を参照。）に基づき、ショベル１００の移動距離（例えば図８の距離Ｄを参照。）を設定する。

異常監視部Ｆ４は、ショベル１００の異常を監視するように構成されている。本例では、異常監視部Ｆ４は、異常検知センサ７４の出力に基づき、ショベル１００の異常の度合いを決定する。異常検知センサ７４は、例えば、エンジン１１の異常を検知するセンサ、作動油の温度に関する異常を検知するセンサ、及びコントローラ３０の異常を検知するセンサ等の少なくとも一つを含んでよい。

停止判定部Ｆ５は、各種情報に基づきショベル１００を停止させる必要があるか否かを判定するように構成されている。本例では、停止判定部Ｆ５は、異常監視部Ｆ４の出力に基づき、自律走行中のショベル１００を停止させる必要があるか否かを判定する。具体的には、停止判定部Ｆ５は、例えば、異常監視部Ｆ４が決定したショベル１００の異常の度合いが所定の閾値を上回った場合に、自律走行中のショベル１００を停止させる必要があると判定する。この場合、コントローラ３０は、例えば、走行アクチュエータとしての走行用油圧モータ２Ｍを制動制御し、走行用油圧モータ２Ｍの回転を減速させ或いは停止させる。一方で、停止判定部Ｆ５は、例えば、異常監視部Ｆ４が決定したショベル１００の異常の度合いが所定の閾値以下の場合、自律走行中のショベル１００を停止させる必要がない、即ち、ショベル１００の自律走行を継続させることができると判定する。また、ショベル１００に人（オペレータ）が搭乗している場合には、停止判定部Ｆ５は、ショベル１００を停止させる必要があるか否かに加え、自律走行を解除するか否かを判定してもよい。

姿勢検出部Ｆ６は、ショベル１００の姿勢に関する情報を検出するように構成されている。また、姿勢検出部Ｆ６は、ショベル１００の姿勢が走行姿勢になっているか否かを判定してもよい。姿勢検出部Ｆ６は、ショベル１００の姿勢が走行姿勢になっていると判定した場合に、ショベル１００の自律走行の実行を許可するように構成されていてもよい。

次作業位置設定部Ｆ７は、次回以降の作業が行われる位置（以下、「中間目標位置」とする。）を設定するように構成されている。本例では、次作業位置設定部Ｆ７は、姿勢検出部Ｆ６によってショベル１００の姿勢が走行姿勢になっていると判定され、且つ、停止判定部Ｆ５によってショベル１００を停止させる必要がないと判定された場合に、走行目標軌道上に一又は複数の中間目標位置を設定してよい。一又は複数の中間目標位置は、例えば、移動距離設定部Ｆｂで設定された移動距離に基づいて設定される。

位置算出部Ｆ８は、ショベル１００の現在位置を算出するように構成されている。本例では、位置算出部Ｆ８は、測位装置Ｐ１の出力に基づいてショベル１００の現在位置を算出する。ショベルが法面作業を行っている場合には、作業終了目標位置設定部Ｆ２は、法面作業の終了位置を最終の目標位置として設定してもよい。そして、次作業位置設定部Ｆ７は、法面作業の開始位置から終了位置までを複数の区間に分割し、各区間の終点を中間目標位置として設定してもよい。

比較部Ｆ９は、次作業位置設定部Ｆ７が設定した中間目標位置と、位置算出部Ｆ８が算出したショベル１００の現在位置とを比較するように構成されている。

物体検知部Ｆ１０は、ショベル１００の周囲に存在する物体を検知するように構成されている。本例では、物体検知部Ｆ１０は、撮像装置（カメラＳ６）の出力に基づき、ショベル１００の周囲の監視範囲内に存在する物体を検知する。そして、物体検知部Ｆ１０は、自律走行中のショベル１００の進行方向に存在する物体（例えば、人）を検知した場合、ショベル１００の自律走行を停止させるための停止指令を生成する。同様に、物体検知部Ｆ１０は、自律走行中のショベル１００の監視範囲内に存在する物体（例えば、人）を検知した場合、ショベル１００の自律走行を停止させるための停止指令を生成してもよい。なお、物体検知部Ｆ１０は、自律走行中のショベル１００の監視範囲外に存在する物体（例えば、人）に対しても検知を行う。

移動指令生成部Ｆ１１は、下部走行体１の走行移動に関する指令を生成するように構成されている。本例では、移動指令生成部Ｆ１１は、比較部Ｆ９の比較結果に基づき、移動方向に関する指令や移動速度に関する指令（以下、「速度指令」）を生成する。例えば、移動指令生成部Ｆ１１は、中間目標位置と、ショベル１００の現在位置との差が大きいほど大きい速度指令を生成するように構成されてよい。また、移動指令生成部Ｆ１１は、その差を零に近づける速度指令を生成するように構成されてよい。

このようにして、コントローラ３０は、例えば、それぞれの中間目標位置までショベル１００を自律走行させると共にその場所で所定の作業を行わせ、次の中間位置に移動する態様を繰り返しながら、目標位置までの走行制御を実行する。また、移動指令生成部Ｆ１１は、事前に入力された地形に関する情報と測位装置Ｐ１の検出値とに基づき、ショベル１００が傾斜地に存在すると判断した場合、速度指令の値を変更してもよい。例えば、ショベル１００が下り坂にいると判定した場合、移動指令生成部Ｆ１１は、通常の速度よりも減速した速度に対応する速度指令値を生成してもよい。移動指令生成部Ｆ１１は、撮像装置（カメラＳ６）の出力に基づき、地面の傾斜等の地形に関する情報を取得してもよい。更に、撮像装置（カメラＳ６）の出力に基づき、物体検知部Ｆ１０により路面の凹凸が大きいと判定された場合（例えば、路面上に多数の石が存在していると判定された場合）も同様に、移動指令生成部Ｆ１１は、通常の速度よりも減速した速度に対応する速度指令値を生成してもよい。このように、移動指令生成部Ｆ１１は、走行ルート上における取得した路面に関する情報に基づき、速度指令の値を変更してもよい。例えば、河川敷において、ショベル１００が砂地から砂利道へ移動する際にも、移動指令生成部Ｆ１１は、自動的に速度指令の値を変更してもよい。これにより、移動指令生成部Ｆ１１は、路面状況に対応して走行速度を変更できる。更に、移動指令生成部Ｆ１１は、アタッチメントの動作に対応して速度指令値を生成してもよい。例えば、ショベル１００が法面作業を行っている場合（具体的には、アタッチメントが法肩から法尻までの仕上げ作業を行っている場合）には、次作業位置設定部Ｆ７は、バケット６が法尻に到達したと判定したときに、次の中間目標位置への移動開始を判定してよい。これにより、移動指令生成部Ｆ１１は、次の中間目標位置までの速度指令を生成することができる。また、バケット６が法尻に到達した後で、ブーム４が所定高さまで上がったことを判定した場合に、次作業位置設定部Ｆ７は、次の中間目標位置への移動開始を判定してもよい。そして、移動指令生成部Ｆ１１は、次の中間目標位置までの速度指令を生成してもよい。このようにして、移動指令生成部Ｆ１１は、アタッチメントの動作に対応して速度指令値を設定してもよい。

更に、コントローラ３０は、ショベル１００の動作モードを設定するモード設定部を設け有していてもよい。この場合、ショベル１００の動作モードとしてクレーンモードが設定された場合、或いは、低速高トルクモード等の低速モードが設定された場合には、移動指令生成部Ｆ１１は、低速モードに対応した速度指令値を生成する。このように、移動指令生成部Ｆ１１は、ショベル１００の状態に応じて速度指令値（走行速度）を変更してもよい。

速度算出部Ｆ１２は、ショベル１００の現在の走行速度を算出するように構成されている。本例では、速度算出部Ｆ１２は、位置算出部Ｆ８が算出するショベル１００の現在位置の推移に基づき、ショベル１００の現在の走行速度を算出する。

演算部ＣＡＬは、移動指令生成部Ｆ１１が生成した速度指令に対応する走行速度と、速度算出部Ｆ１２が算出したショベル１００の現在の走行速度との速度差を算出するように構成されている。

速度制限部Ｆ１３は、ショベル１００の走行速度を制限するように構成されている。本例では、速度制限部Ｆ１３は、演算部ＣＡＬが算出した速度差が制限値を上回る場合に、その速度差の代わりに制限値を出力し、演算部ＣＡＬが算出した速度差が制限値以下の場合に、その速度差をそのまま出力するように構成されている。制限値は、予め登録された値であってもよく、動的に算出される値であってもよい。

流量指令生成部Ｆ１４は、メインポンプ１４から走行用油圧モータ２Ｍに供給される作動油の流量に関する指令を生成するように構成されている。本例では、流量指令生成部Ｆ１４は、速度制限部Ｆ１３が出力する速度差に基づいて流量指令を生成する。基本的には、流量指令生成部Ｆ１４は、その速度差が大きいほど大きい流量指令を生成するように構成されてよい。また、流量指令生成部Ｆ１４は、演算部ＣＡＬが算出した速度差を零に近づける流量指令を生成するように構成されてよい。

流量指令生成部Ｆ１４が生成する流量指令は、比例弁３１，３３に対する電流指令である。比例弁３１，３３は、その電流指令に応じて動作し、制御弁１７１のパイロットポートに作用するパイロット圧を変化させる。そのため、左走行用油圧モータ２ＭＬに流入する作動油の流量は、流量指令生成部Ｆ１４が生成した流量指令に対応する流量となるように調整される。また、比例弁３１，３３は、その電流指令に応じて動作し、制御弁１７２のパイロットポートに作用するパイロット圧を変化させる。そのため、右走行用油圧モータ２ＭＲに流入する作動油の流量は、流量指令生成部Ｆ１４が生成した流量指令に対応する流量となるように調整される。その結果、ショベル１００の走行速度は、移動指令生成部Ｆ１１が生成した速度指令に対応する走行速度となるように調整される。ショベル１００の走行速度は、走行方向を含む概念である。ショベル１００の走行方向は、左走行用油圧モータ２ＭＬの回転速度及び回転方向と、右走行用油圧モータ２ＭＲの回転速度及び回転方向とに基づき決定されるからである。

尚、本例では、流量指令生成部Ｆ１４が生成する流量指令が比例弁３１，３３へ出力される事例が示されたが、コントローラ３０は、この構成に限られない。例えば、通常、ショベル１００の走行動作の際、ブームシリンダ７等の、走行用油圧モータ２Ｍ以外の他のアクチュエータは動作されない。そのため、流量指令生成部Ｆ１４が生成する流量指令は、メインポンプ１４のレギュレータ１３へ出力されてもよい。この場合、コントローラ３０は、メインポンプ１４の吐出量を制御することで、ショベル１００の走行動作を制御することができる。そして、コントローラ３０は、左レギュレータ１３Ｌ及び右レギュレータ１３Ｒのそれぞれを制御することで、即ち、左メインポンプ１４Ｌ及び右メインポンプ１４Ｒのそれぞれの吐出量を制御することで、ショベル１００の操舵を制御してもよい。更に、コントローラ３０は、左走行用油圧モータ２ＭＬ及び右走行用油圧モータ２ＭＲのそれぞれへの作動油の供給量を比例弁３１により制御して走行動作の操舵を制御し、レギュレータ１３を制御することで走行速度を制御してもよい。

このように、コントローラ３０は、適宜、ショベル１００に中間目標位置での作業を行わせながら、現在位置から作業終了目標位置までの間でショベル１００の自律走行を実現させることができる。

Ａｔｔ目標軌道更新部Ｆ１５は、アタッチメントの先端部、即ち、バケット６の作業部位（例えば、爪先）の目標軌道を生成するように構成されている。具体的には、Ａｔｔ目標軌道更新部Ｆ１５は、ショベル１００の自律走行に伴う移動ごとに、移動後のショベル１００の位置（中間目標位置）やその位置から見た目標施工面の相対的な形状等に合わせて、バケット６の作業部位の目標軌道を更新してよい。例えば、Ａｔｔ目標軌道更新部Ｆ１５は、目標施工面の形状、ショベル１００の現在位置、及び物体検知部Ｆ１０の出力（物体データ）等に基づき、バケット６の爪先が辿るべき軌道を目標軌道として生成してよい。

現在爪先位置算出部Ｆ１６は、バケット６の現在の爪先位置を算出するように構成されている。本例では、現在爪先位置算出部Ｆ１６は、姿勢検出部Ｆ６の出力（例えば、ブーム角度β_１、アーム角度β_２、バケット角度β_３、及び旋回角度α_１）及び位置検出部Ｆ８の出力（ショベル１００の現在位置）に基づき、バケット６の爪先の座標点を現在の爪先位置として算出してよい。現在爪先位置算出部Ｆ１６は、現在の爪先位置を算出する際に、機体傾斜センサＳ４の出力を利用してもよい。

次爪先位置算出部Ｆ１７は、バケット６の爪先の目標軌道上において、目標となる次の爪先位置を算出するように構成されている。本例では、次爪先位置算出部Ｆ１７は、自律運転機能に対応する操作指令の内容と、Ａｔｔ目標軌道更新部Ｆ１５が生成した目標軌道と、現在爪先位置算出部Ｆ１６が算出した現在の爪先位置とに基づき、所定時間後の爪先位置を目標爪先位置として算出する。

次爪先位置算出部Ｆ１７は、現在の爪先位置とバケット６の爪先の目標軌道との間の乖離が許容範囲内に収まっているか否かを判定してもよい。本例では、次爪先位置算出部Ｆ１７は、現在の爪先位置とバケット６の爪先の目標軌道との間の距離が所定値以下であるか否かを判定する。そして、次爪先位置算出部Ｆ１７は、その距離が所定値以下である場合、乖離が許容範囲内に収まっていると判定し、目標爪先位置を算出する。一方で、次爪先位置算出部Ｆ１７は、その距離が所定値を上回っている場合、乖離が許容範囲内に収まっていないと判定し、自律運転機能に対応する操作指令とは無関係に、アクチュエータの動きを減速させ或いは停止させるようにする。これにより、コントローラ３０は、爪先位置が目標軌道から逸脱した状態で、自律制御の実行が継続されてしまうのを防止できる。

爪先速度指令値生成部Ｆ１８は、爪先の速度に関する指令値を生成するように構成されている。本例では、爪先速度指令値生成部Ｆ１８は、現在爪先位置算出部Ｆ１６が算出した現在の爪先位置と、次爪先位置算出部Ｆ１７が算出した次の爪先位置とに基づき、所定時間で現在の爪先位置を次の爪先位置に移動させるために必要な爪先の速度を爪先の速度に関する指令値として算出する。

爪先速度指令値制限部Ｆ１９は、爪先の速度に関する指令値を制限するように構成されている。本例では、爪先速度指令値制限部Ｆ１９は、現在爪先位置算出部Ｆ１６が算出した現在の爪先位置と物体検知部Ｆ１０の出力とに基づき、バケット６の爪先と所定の物体（例えば、ダンプトラック等）との間の距離が所定値未満であると判定した場合、爪先の速度に関する指令値を所定の上限値で制限する。これにより、コントローラ３０は、爪先がダンプトラック等に接近したときに爪先の速度を減速させることができる。

指令値算出部Ｆ２０は、アクチュエータを動作させるための指令値を算出するように構成されている。本例では、指令値算出部Ｆ２０は、現在の爪先位置を目標爪先位置に移動させるために、次爪先位置算出部Ｆ１７が算出した目標爪先位置に基づき、ブーム角度β_１に関する指令値β_１ｒ、アーム角度β_２に関する指令値β_２ｒ、バケット角度β_３に関する指令値β_３ｒ、及び旋回角度α_１に関する指令値α_１ｒを算出する。

ブーム電流指令生成部Ｆ２１、アーム電流指令生成部Ｆ３１、バケット電流指令生成部Ｆ４１、及び旋回電流指令生成部Ｆ５１は、比例弁３１，３３に対して出力される電流指令を生成するように構成されている。本例では、ブーム電流指令生成部Ｆ２１は、制御弁１７５に対応する比例弁３１に対してブーム電流指令を出力する。また、アーム電流指令生成部Ｆ３１は、制御弁１７６に対応する比例弁３１に対してアーム電流指令を出力する。また、バケット電流指令生成部Ｆ４１は、制御弁１７４に対応する比例弁３１に対してバケット電流指令を出力する。また、旋回電流指令生成部Ｆ５１は、制御弁１７３に対応する比例弁３１に対して旋回電流指令を出力する。また、ブーム電流指令生成部Ｆ２１、アーム電流指令生成部Ｆ３１、バケット電流指令生成部Ｆ４１、及び旋回電流指令生成部Ｆ５１は、操作装置２６から出力されるパイロット圧を減圧させる減圧指令を比例弁３３に出力してよい。

ブームスプール変位量算出部Ｆ２２、アームスプール変位量算出部Ｆ３２、バケットスプール変位量算出部Ｆ４２、及び旋回スプール変位量算出部Ｆ５２は、スプール弁を構成するスプールの変位量を算出するように構成されている。本例では、ブームスプール変位量算出部Ｆ２２は、ブームスプール変位センサＳ７の出力に基づき、ブームシリンダ７に関する制御弁１７５を構成するブームスプールの変位量を算出する。アームスプール変位量算出部Ｆ３２は、アームスプール変位センサＳ８の出力に基づき、アームシリンダ８に関する制御弁１７６を構成するアームスプールの変位量を算出する。バケットスプール変位量算出部Ｆ４２は、バケットスプール変位センサＳ９の出力に基づき、バケットシリンダ９に関する制御弁１７４を構成するバケットスプールの変位量を算出する。旋回スプール変位量算出部Ｆ５２は、旋回スプール変位センサＳ２Ａの出力に基づき、旋回用油圧モータ２Ａに関する制御弁１７３を構成する旋回スプールの変位量を算出する。

ブーム角度算出部Ｆ２３、アーム角度算出部Ｆ３３、バケット角度算出部Ｆ４３、及び旋回角度算出部Ｆ５３は、ブーム４、アーム５、バケット６、及び上部旋回体３の回動角度（姿勢角度）を算出するように構成されている。本例では、ブーム角度算出部Ｆ２３は、ブーム角度センサＳ１の出力に基づき、ブーム角度β_１を算出する。アーム角度算出部Ｆ３３は、アーム角度センサＳ２の出力に基づき、アーム角度β_２を算出する。バケット角度算出部Ｆ４３は、バケット角度センサＳ３の出力に基づき、バケット角度β_３を算出する。旋回角度算出部Ｆ５３は、旋回状態センサＳ５の出力に基づき、旋回角度α_１を算出する。即ち、ブーム角度算出部Ｆ２３、アーム角度算出部Ｆ３３、バケット角度算出部Ｆ４３、及び旋回角度算出部Ｆ５３は、姿勢検出部Ｆ６に含まれ、その算出結果（ブーム角度β_１、アーム角度β_２、バケット角度β_３、及び旋回角度α_１）を現在爪先位置算出部Ｆ１６に出力してよい。

ブーム電流指令生成部Ｆ２１は、基本的に、指令値算出部Ｆ２０が生成した指令値β_１ｒとブーム角度算出部Ｆ２３が算出したブーム角度β_１との差がゼロになるように、比例弁３１に対するブーム電流指令を生成する。その際に、ブーム電流指令生成部Ｆ２１は、ブーム電流指令から導き出される目標ブームスプール変位量とブームスプール変位量算出部Ｆ２２が算出したブームスプール変位量との差がゼロになるように、ブーム電流指令を調節する。そして、ブーム電流指令生成部Ｆ２１は、その調節後のブーム電流指令を制御弁１７５に対応する比例弁３１に対して出力する。

制御弁１７５に対応する比例弁３１（図４Ｃの比例弁３１ＣＬ、３１ＣＲ）は、ブーム電流指令に応じて開口面積を変化させ、その開口面積の大きさに対応するパイロット圧を制御弁１７５のパイロットポートに作用させる。制御弁１７５は、パイロット圧に応じてブームスプールを移動させ、ブームシリンダ７に作動油を流入させる。ブームスプール変位センサＳ７は、ブームスプールの変位を検出し、その検出結果をコントローラ３０のブームスプール変位量算出部Ｆ２２にフィードバックする。ブームシリンダ７は、作動油の流入に応じて伸縮し、ブーム４を上下動させる。ブーム角度センサＳ１は、上下動するブーム４の回動角度を検出し、その検出結果をコントローラ３０のブーム角度算出部Ｆ２３にフィードバックする。ブーム角度算出部Ｆ２３は、算出したブーム角度β_１をブーム電流指令生成部Ｆ２１にフィードバックする。

アーム電流指令生成部Ｆ３１は、基本的に、指令値算出部Ｆ２０が生成した指令値β_２ｒとアーム角度算出部Ｆ３３が算出したアーム角度β_２との差がゼロになるように、比例弁３１に対するアーム電流指令を生成する。その際に、アーム電流指令生成部Ｆ３１は、アーム電流指令から導き出される目標アームスプール変位量とアームスプール変位量算出部Ｆ３２が算出したアームスプール変位量との差がゼロになるように、アーム電流指令を調節する。そして、アーム電流指令生成部Ｆ３１は、その調節後のアーム電流指令を制御弁１７６に対応する比例弁３１に対して出力する。

制御弁１７６に対応する比例弁３１は、アーム電流指令に応じて開口面積を変化させ、その開口面積の大きさに対応するパイロット圧を制御弁１７６のパイロットポートに作用させる。制御弁１７６は、パイロット圧に応じてアームスプールを移動させ、アームシリンダ８に作動油を流入させる。アームスプール変位センサＳ８は、アームスプールの変位を検出し、その検出結果をコントローラ３０のアームスプール変位量算出部Ｆ３２にフィードバックする。アームシリンダ８は、作動油の流入に応じて伸縮し、アーム５を開閉させる。アーム角度センサＳ２は、開閉するアーム５の回動角度を検出し、その検出結果をコントローラ３０のアーム角度算出部Ｆ３３にフィードバックする。アーム角度算出部Ｆ３３は、算出したアーム角度β_２をアーム電流指令生成部Ｆ３１にフィードバックする。

バケット電流指令生成部Ｆ４１は、基本的に、指令値算出部Ｆ２０が生成した指令値β_３ｒとバケット角度算出部Ｆ４３が算出したバケット角度β_３との差がゼロになるように、制御弁１７４に対応する比例弁３１に対するバケット電流指令を生成する。その際に、バケット電流指令生成部Ｆ４１は、バケット電流指令から導き出される目標バケットスプール変位量とバケットスプール変位量算出部Ｆ４２が算出したバケットスプール変位量との差がゼロになるように、バケット電流指令を調節する。そして、バケット電流指令生成部Ｆ４１は、その調節後のバケット電流指令を制御弁１７４に対応する比例弁３１に対して出力する。

制御弁１７４に対応する比例弁３１（図４Ｄの比例弁３１ＤＬ、３１ＤＲ）は、バケット電流指令に応じて開口面積を変化させ、その開口面積の大きさに対応する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。制御弁１７４は、パイロット圧に応じてバケットスプールを移動させ、バケットシリンダ９に作動油を流入させる。バケットスプール変位センサＳ９は、バケットスプールの変位を検出し、その検出結果をコントローラ３０のバケットスプール変位量算出部Ｆ４２にフィードバックする。バケットシリンダ９は、作動油の流入に応じて伸縮し、バケット６を開閉させる。バケット角度センサＳ３は、開閉するバケット６の回動角度を検出し、その検出結果をコントローラ３０のバケット角度算出部Ｆ４３にフィードバックする。バケット角度算出部Ｆ４３は、算出したバケット角度β_３をバケット電流指令生成部Ｆ４１にフィードバックする。

旋回電流指令生成部Ｆ５１は、基本的に、指令値算出部Ｆ２０が生成した指令値α_１ｒと旋回角度算出部Ｆ５３が算出した旋回角度α_１との差がゼロになるように、制御弁１７３に対応する比例弁３１に対する旋回電流指令を生成する。その際に、旋回電流指令生成部Ｆ５１は、旋回電流指令から導き出される目標旋回スプール変位量と旋回スプール変位量算出部Ｆ５２が算出した旋回スプール変位量との差がゼロになるように、旋回電流指令を調節する。そして、旋回電流指令生成部Ｆ５１は、その調節後の旋回電流指令を制御弁１７３に対応する比例弁３１に対して出力する。

制御弁１７３に対応する比例弁３１（図４Ｂの比例弁３１ＢＬ、３１ＢＲ）は、旋回電流指令に応じて開口面積を変化させ、その開口面積の大きさに対応する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。制御弁１７３は、パイロット圧に応じて旋回スプールを移動させ、旋回用油圧モータ２Ａに作動油を流入させる。旋回スプール変位センサＳ２Ａは、旋回スプールの変位を検出し、その検出結果をコントローラ３０の旋回スプール変位量算出部Ｆ５２にフィードバックする。旋回用油圧モータ２Ａは、作動油の流入に応じて回転し、上部旋回体３を旋回させる。旋回状態センサＳ５は、上部旋回体３の旋回角度を検出し、その検出結果をコントローラ３０の旋回角度算出部Ｆ５３にフィードバックする。旋回角度算出部Ｆ５３は、算出した旋回角度α_１を旋回電流指令生成部Ｆ５１にフィードバックする。

このように、コントローラ３０は、作業体ごとに、３段のフィードバックループを構成している。即ち、コントローラ３０は、スプール変位量に関するフィードバックループ、作業体の回動角度に関するフィードバックループ、及び、爪先位置に関するフィードバックループを構成している。そのため、コントローラ３０は、バケット６の作業部位（例えば、爪先）の動きを高精度に制御し、それぞれの中間目標位置における所定の作業（例えば、目標施工面としての法面の施工作業）をショベル１００に行わせる自律運転機能を実現することができる。

次に、図１４を参照して、施工システムＳＹＳについて説明する。図１４は、施工システムＳＹＳの一例を示す概略図である。図１４に示すように、施工システムＳＹＳは、ショベル１００と、支援装置２００と、管理装置３００とを含む。施工システムＳＹＳは、１台又は複数台のショベル１００による施工を支援できるように構成されている。

ショベル１００が取得する情報は、施工システム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。施工システム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、施工システム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４０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、撮像装置（カメラＳ６）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、施工システムＳＹＳにおいて、ショベル１００のコントローラ３０は、自律走行スイッチが押されたときの時刻及び場所、ショベル１００を自律的に移動させる際（自律走行の際）に利用された目標ルート、並びに、自律走行の際に所定部位が実際に辿った軌跡等の少なくとも１つに関する情報を支援装置２００及び管理装置３００の少なくとも一方に送信してもよい。その際、コントローラ３０は、撮像装置（カメラＳ６）等の空間認識装置の出力（例えば、撮像装置（カメラＳ６）の撮像画像）を支援装置２００及び管理装置３００の少なくとも一方に送信してもよい。撮像画像は、自律走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、自律走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。これにより、支援装置２００を利用する作業者、又は、管理装置３００を利用する管理者は、自律走行中のショベル１００に関する情報を入手することができる。

このようにして、支援装置２００又は管理装置３００において、ショベル１００の監視範囲外における監視対象の種類及び位置が時系列的に記憶部に記憶される。ここで、支援装置２００又は管理装置３００において記憶される対象物（情報）は、ショベル１００の監視範囲外であり、他のショベルの監視範囲内における監視対象の種類及び位置であってもよい。

このように、施工システムＳＹＳは、自律走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。

なお、図１４に示すように、ショベル１００に搭載されている通信装置Ｔ１は、無線通信を介し、遠隔操作室ＲＣに設置された通信装置Ｔ２との間で情報を送受信するように構成されていてもよい。図１４に示す例では、通信装置Ｔ１と通信装置Ｔ２とは、第５世代移動通信回線（５Ｇ回線）、ＬＴＥ回線、又は衛星回線等を介して情報を送受信するように構成されている。

遠隔操作室ＲＣには、遠隔コントローラ３０Ａ、音出力装置Ａ２、室内撮像装置Ｃ２、表示装置Ｄ１、及び通信装置Ｔ２等が設置されている。また、遠隔操作室ＲＣには、ショベル１００を遠隔操作する操作者ＯＰが座る運転席ＤＴが設置されている。

遠隔コントローラ３０Ａは、各種演算を実行する演算装置である。本実施形態では、遠隔コントローラ３０Ａは、コントローラ３０と同様、ＣＰＵ及びメモリを含むマイクロコンピュータで構成されている。そして、遠隔コントローラ３０Ａの各種機能は、ＣＰＵがメモリに格納されたプログラムを実行することで実現される。

音出力装置Ａ２は、音を出力するように構成されている。本実施形態では、音出力装置Ａ２は、スピーカであり、ショベル１００に取り付けられている集音装置（図示せず。）が集めた音を再生するように構成されている。

室内撮像装置Ｃ２は、遠隔操作室ＲＣ内を撮像するように構成されている。本実施形態では、室内撮像装置Ｃ２は、遠隔操作室ＲＣの内部に設置されたカメラであり、運転席ＤＴに着座する操作者ＯＰを撮像するように構成されている。

通信装置Ｔ２は、ショベル１００に取り付けられた通信装置Ｔ１との無線通信を制御するように構成されている。

本実施形態では、運転席ＤＴは、通常のショベルのキャビン内に設置される運転席と同様の構造を有する。具体的には、運転席ＤＴの左側には左コンソールボックスが配置され、運転席ＤＴの右側には右コンソールボックスが配置されている。そして、左コンソールボックスの上面前端には左操作レバーが配置され、右コンソールボックスの上面前端には右操作レバーが配置されている。また、運転席ＤＴの前方には、走行レバー及び走行ペダルが配置されている。更に、右コンソールボックスの上面中央部には、ダイヤル７５が配置されている。左操作レバー、右操作レバー、走行レバー、走行ペダル、及びダイヤル７５のそれぞれは、操作装置２６Ａを構成している。

ダイヤル７５は、エンジン１１の回転数を調整するためのダイヤルであり、例えばエンジン回転数を４段階で切り換えできるように構成されている。

具体的には、ダイヤル７５はＳＰモード、Ｈモード、Ａモード、及びアイドリングモードの４段階でエンジン回転数の切り換えができるように構成されている。ダイヤル７５は、エンジン回転数の設定に関するデータをコントローラ３０に送信する。

ＳＰモードは、操作者ＯＰが作業量を優先させたい場合に選択される回転数モードであり、最も高いエンジン回転数を利用する。Ｈモードは、操作者ＯＰが作業量と燃費を両立させたい場合に選択される回転数モードであり、二番目に高いエンジン回転数を利用する。Ａモードは、操作者ＯＰが燃費を優先させながら低騒音でショベルを稼働させたい場合に選択される回転数モードであり、三番目に高いエンジン回転数を利用する。アイドリングモードは、操作者ＯＰがエンジンをアイドリング状態にしたい場合に選択される回転数モードであり、最も低いエンジン回転数を利用する。そして、エンジン１１は、ダイヤル７５を介して選択された回転数モードのエンジン回転数で一定に回転数制御される。

操作装置２６Ａには、操作装置２６Ａの操作内容を検出するための操作センサ２９Ａが設置されている。操作センサ２９Ａは、例えば、操作レバーの傾斜角度を検出する傾斜センサ、又は、操作レバーの揺動軸回りの揺動角度を検出する角度センサ等である。操作センサ２９Ａは、圧力センサ、電流センサ、電圧センサ、又は距離センサ等の他のセンサで構成されていてもよい。操作センサ２９Ａは、検出した操作装置２６Ａの操作内容に関する情報を遠隔コントローラ３０Ａに対して出力する。遠隔コントローラ３０Ａは、受信した情報に基づいて操作信号を生成し、生成した操作信号をショベル１００に向けて送信する。操作センサ２９Ａは、操作信号を生成するように構成されていてもよい。この場合、操作センサ２９Ａは、遠隔コントローラ３０Ａを経由せずに、操作信号を通信装置Ｔ２に出力してもよい。

表示装置Ｄ１は、ショベル１００の周囲の状況に関する情報を表示するように構成されている。本実施形態では、表示装置Ｄ１は、縦３段、横３列の９つのモニタで構成されるマルチディスプレイであり、ショベル１００の前方、左方、及び右方の空間の様子を表示できるように構成されている。各モニタは、液晶モニタ又は有機ＥＬモニタ等である。但し、表示装置Ｄ１は、１又は複数の曲面モニタで構成されていてもよく、プロジェクタで構成されていてもよい。

表示装置Ｄ１は、操作者ＯＰが着用可能な表示装置であってもよい。例えば、表示装置Ｄ１は、ヘッドマウントディスプレイであり、無線通信によって、遠隔コントローラ３０Ａとの間で情報を送受信できるように構成されていてもよい。ヘッドマウントディスプレイは、遠隔コントローラに有線接続されていてもよい。ヘッドマウントディスプレイは、透過型ヘッドマウントディスプレイであってもよく、非透過型ヘッドマウントディスプレイであってもよい。ヘッドマウントディスプレイは、片眼型ヘッドマウントディスプレイであってもよく、両眼型ヘッドマウントディスプレイであってもよい。

表示装置Ｄ１は、遠隔操作室ＲＣにいる操作者ＯＰがショベル１００の周囲を視認できるようにする画像を表示するように構成されている。すなわち、表示装置Ｄ１は、操作者が遠隔操作室ＲＣにいるにもかかわらず、あたかもショベル１００のキャビン１０内にいるかのように、ショベル１００の周囲の状況を確認することができるように、画像を表示する。

次に、図１５を参照し、施工システムＳＹＳの別の構成例について説明する。図１５に示す例では、施工システムＳＹＳは、ショベル１００による施工を支援するように構成されている。具体的には、施工システムＳＹＳは、ショベル１００と通信を行う通信装置ＣＤ及び制御装置ＣＴＲを有する。制御装置ＣＴＲは、下部走行体１の移動に関する所定の条件を設定し、その条件が満たされたときに、下部走行体１の移動の停止に関する情報を、通信装置ＣＤを介して、ショベル１００へ出力するように構成されている。

また、制御装置ＣＲは、下部走行体１の移動に関する所定の条件を設定し、その条件が満たされたときに、走行用油圧モータ２Ｍを制御して下部走行体１の移動を停止させるように、下部走行体１の移動の停止に関する情報を、通信装置ＣＤを介して、ショベル１００へ出力するように構成されていてもよい。

このように、本発明の実施形態に係るショベル１００は、下部走行体１と、下部走行体１に旋回可能に搭載される上部旋回体３と、上部旋回体３に取り付けられるアタッチメントと、上部旋回体３に搭載される制御装置としてのコントローラ３０と、を備えている。そして、コントローラ３０は、例えば、下部走行体１の移動に関する所定の条件を設定し、その条件が満たされたときに、下部走行体１の移動の停止に関する情報を報知するように構成されている。また、コントローラ３０は、下部走行体１の移動に関する所定の条件を設定し、その条件が満たされたときに、走行用油圧モータ２Ｍを制御して下部走行体１の移動を停止させるように構成されている。

この構成により、ショベル１００は、法面形成作業又は水平均し作業等の仕上げ作業が行われる際のショベル１００の移動を支援できる。ショベル１００は、例えば図８に示すように、法面掘削作業が行われる際に、今回のストロークで法面バケット６Ａが接触する斜面範囲と前回のストロークで法面バケット６Ａが接触した斜面範囲とが所定の幅Ｗ２だけ重複するように上部旋回体３を位置決めできる。そのため、ショベル１００は、図９Ａ～図９Ｄを参照して説明したように、法面バケット６Ａから溢れ出た土砂が既に完成した斜面範囲である範囲ＣＳ上に積もってしまうのを防止できる。この場合、操作者は、範囲ＣＳ上に積もった土砂を取り除くために、ショベル１００を－Ｘ側に移動させた上で掘削アタッチメントの追加的なストロークを行う必要もない。その結果、ショベル１００は、法面形成作業の作業効率を高めることができる。

上述の条件は、例えば、下部走行体１が所定距離だけ移動したこと、を含んでいてもよい。この場合、所定距離は、移動前の法面バケット６Ａの所定部位と移動後の法面バケット６Ａの所定部位との間の距離、又は、移動前の上部旋回体３の所定部位と移動後の上部旋回体３の所定部位との間の距離に基づいて決定されてもよい。また、決定された所定距離は、図８に示すような仮想平面ＰＳの配置を決定するために利用されてもよい。

所定距離は、典型的には、法面バケット６Ａ等のエンドアタッチメントの幅より小さい。この構成により、ショベル１００は、今回のストロークで法面バケット６Ａが接触する斜面範囲と前回のストロークで法面バケット６Ａが接触した斜面範囲とを確実に重複させることができる。

所定距離は、望ましくは、図８に示すように、下部走行体１を移動させる直前に掘削アタッチメントによる作業が行われた第１範囲としての範囲ＣＳ２と、下部走行体１を移動させた直後に掘削アタッチメントによる作業が行われた第２範囲としての範囲ＣＳ１とが重複するように決定される。そして、第２範囲としての範囲ＣＳ１は、望ましくは、下部走行体１を移動させた直後の掘削アタッチメントによる作業が開始されてから終了するまで、第１範囲としての範囲ＣＳ２と重複する。すなわち、所定距離は、範囲ＣＳ１と範囲ＣＳ２とが法肩ＴＳから法尻ＦＳまでの法足の全長にわたって重複するように決定される。但し、所定距離は、範囲ＣＳ１と範囲ＣＳ２とが、法足の前半部分又は後半部分等、法足の全長ではなく一部のみで重複するように決定されてもよい。

第１範囲としての範囲ＣＳ２と第２範囲としての範囲ＣＳ１とが重複する範囲ＤＳ１は、典型的には、下部走行体１を移動させた直後の掘削アタッチメントによる作業によって法面バケット６Ａに取り込まれる土砂の体積が大きいほど大きくなるように設定される。範囲ＤＳ１が小さいほど、範囲ＮＳで新たに掘削される範囲の幅が大きくなり、法面バケット６Ａに取り込まれる土砂の体積も大きくなるためである。そして、法面バケット６Ａに取り込まれる土砂の体積が法面バケット６Ａの容量を超えると、法面バケット６Ａから溢れ出た土砂が範囲ＣＳ２上に残ってしまうためである。

上記体積は、望ましくは、目標施工面に関するデータと、現在の地表面ＥＳに関するデータと、法面バケット６Ａのサイズに関するデータと、作業開始位置から作業終了位置までの距離に関するデータと、に基づいて算出される。この場合、所定距離は、望ましくは、この体積に基づいて決定される。

下部走行体１の移動中、コントローラ３０は、望ましくは、上部旋回体３を目標施工面に正対させる制御を実行するように構成されている。

以上、本発明の好ましい実施形態について詳説した。しかしながら、本発明は、上述した実施形態に制限されることはない。上述した実施形態は、本発明の範囲を逸脱することなしに、種々の変形、置換等が適用され得る。また、別々に説明された特徴は、技術的な矛盾が生じない限り、組み合わせが可能である。

例えば、上述の実施形態では、コントローラ３０は、旋回用油圧モータ２Ａを自動的に動作させることで上部旋回体３を目標施工面に正対させるようにしている。但し、コントローラ３０は、旋回用電動発電機を自動的に動作させることで上部旋回体３を目標施工面に正対させるようにしてもよい。

本願は、２０１９年３月２８日に出願した日本国特許出願２０１９－０６５０２０号に基づく優先権を主張するものであり、この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 ２Ｍ・・・走行用油圧モータ ２ＭＬ・・・左走行用油圧モータ ２ＭＲ・・・右走行用油圧モータ ２Ａ・・・旋回用油圧モータ 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 １０・・・キャビン １１・・・エンジン １３・・・レギュレータ １３Ｌ・・・左レギュレータ １３Ｒ・・・右レギュレータ １４・・・メインポンプ １４Ｌ・・・左メインポンプ １４Ｒ・・・右メインポンプ １５・・・パイロットポンプ １７・・・コントロールバルブ １８Ｌ・・・左絞り １８Ｒ・・・右絞り １９Ｌ・・・左制御圧センサ １９Ｒ・・・右制御圧センサ ２６、２６Ａ・・・操作装置 ２６Ｄ・・・走行レバー ２６ＤＬ・・・左走行レバー ２６ＤＲ・・・右走行レバー ２６Ｌ・・・左操作レバー ２６Ｒ・・・右操作レバー ２８、２８Ｌ、２８Ｒ・・・吐出圧センサ ２９、２９ＤＬ、２９ＤＲ、２９ＬＡ、２９ＬＢ、２９ＲＡ、２９ＲＢ・・・操作圧センサ ２９Ａ・・・操作センサ ３０・・・コントローラ ３０Ａ・・・遠隔コントローラ ３１、３１ＡＬ、３１ＡＲ、３１ＢＬ、３１ＢＲ、３１ＣＬ、３１ＣＲ、３１ＤＬ、３１ＤＲ、３１ＥＬ、３１ＥＲ、３１ＦＬ、３１ＦＲ・・・比例弁 ３２、３２ＡＬ、３２ＡＲ、３２ＢＬ、３２ＢＲ、３２ＣＬ、３２ＣＲ、３２ＤＬ、３２ＤＲ、３２ＥＬ、３２ＥＲ、３２ＦＬ、３２ＦＲ・・・シャトル弁 ３３、３３ＢＬ、３３ＢＲ、３３ＥＬ、３３ＥＲ、３３ＦＬ、３３ＦＲ・・・比例弁 ４０・・・表示装置 ４０Ｃ・・・センターバイパス管路 ４２・・・入力装置 ４２Ｃ・・・パラレル管路 ４３・・・音声出力装置 ４７・・・記憶装置 ５０・・・マシンガイダンス装置 ５１・・・位置算出部 ５２・・・距離算出部 ５３・・・情報伝達部 ５４・・・自動制御部 ５５・・・旋回角度算出部 ５６・・・相対角度算出部 ７５・・・ダイヤル １００・・・ショベル １７１～１７４、１７５Ｌ、１７５Ｒ、１７６Ｌ、１７６Ｒ・・・制御弁 ２００・・・支援装置 ３００・・・管理装置 Ａ２・・・音出力装置 ＡＦ・・・アタッチメント稼動面 ＢＳ・・・上り法面 Ｃ２・・・室内撮像装置 ＣＢ・・・円筒体 ＣＤ・・・通信装置 ＣＰ・・・ショベル中心点 ＣＳ、ＤＳ、ＮＳ・・・範囲 ＣＴＲ・・・制御装置 Ｄ１・・・表示装置 ＤＴ・・・運転席 ＥＳ・・・地表面 ＭＴ１、ＭＴ２・・・土砂 ＯＰ・・・操作者 Ｐ１・・・測位装置 ＰＳ・・・仮想平面 ＲＣ・・・遠隔操作室 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・・・旋回角速度センサ Ｓ６・・・カメラ Ｓ６Ｂ・・・後カメラ Ｓ６Ｆ・・・前カメラ Ｓ６Ｌ・・・左カメラ Ｓ６Ｒ・・・右カメラ Ｓ７・・・空間認識装置 ＳＦ・・・旋回平面 ＳＷ・・・スイッチ ＳＹＳ・・・施工システム Ｔ１、Ｔ２・・・通信装置

Claims (14)

1. 下部走行体と、
   前記下部走行体に旋回可能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るアタッチメントと、
   前記上部旋回体に搭載される制御装置と、を備え、
   前記制御装置は、前記下部走行体の移動に関する所定の条件を設定し、該条件が満たされたときに、前記下部走行体の移動の停止に関する情報を報知するように構成され、
   前記条件は、前記下部走行体が所定距離だけ移動したことを含み、
   前記所定距離は、ショベルの動作中に、掘削作業によってエンドアタッチメントに取り込まれる土砂の体積に基づいて各回の掘削作業の前に動的に決定される、
   ショベル。
2. 下部走行体と、
   前記下部走行体を移動させる走行用油圧モータと、
   前記下部走行体に旋回可能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るアタッチメントと、
   前記上部旋回体に搭載される制御装置と、を備え、
   前記制御装置は、前記下部走行体の移動に関する所定の条件を設定し、該条件が満たされたときに、前記走行用油圧モータを制御して前記下部走行体の移動を停止させるように構成され、
   前記条件は、前記下部走行体が所定距離だけ移動したことを含み、
   前記所定距離は、ショベルの動作中に、掘削作業によってエンドアタッチメントに取り込まれる土砂の体積に基づいて各回の掘削作業の前に動的に決定される、
   ショベル。
3. 前記下部走行体が移動した距離は、移動前の前記エンドアタッチメントの所定部位と移動後の前記エンドアタッチメントの所定部位との間の距離、又は、移動前の前記上部旋回体の所定部位と移動後の前記上部旋回体の所定部位との間の距離である、
   請求項１又は２に記載のショベル。
4. 前記所定距離は、前記エンドアタッチメントの幅より小さい、
   請求項３に記載のショベル。
5. 前記所定距離は、前記下部走行体を移動させる直前に前記アタッチメントによる作業が行われた第１範囲と、前記下部走行体を移動させた直後に前記アタッチメントによる作業が行われた第２範囲とが重複するように決定される、
   請求項３に記載のショベル。
6. 前記第２範囲は、前記下部走行体を移動させた直後の前記アタッチメントによる作業が開始されてから終了するまで、前記第１範囲と重複する、
   請求項５に記載のショベル。
7. 前記第１範囲と前記第２範囲とが重複する範囲は、前記下部走行体を移動させた直後の前記アタッチメントによる作業によって前記エンドアタッチメントに取り込まれる土砂の体積が大きいほど大きい、
   請求項５に記載のショベル。
8. 前記体積は、目標施工面に関するデータと、現在の地表面に関するデータと、前記エンドアタッチメントのサイズに関するデータと、作業開始位置から作業終了位置までの距離に関するデータと、に基づいて算出され、
   前記所定距離は、前記体積が前記エンドアタッチメントの容積を超えないという条件を満たすように設定される、
   請求項７に記載のショベル。
9. 前記所定距離は、前記体積に基づいて決定される、
   請求項７に記載のショベル。
10. 前記下部走行体の移動中、前記制御装置は、前記上部旋回体を目標施工面に正対させる制御を実行するように構成されている、
    請求項１又は２に記載のショベル。
11. 下部走行体と、前記下部走行体に旋回可能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るアタッチメントと、前記上部旋回体に搭載される制御装置とを備えるショベルによる施工を支援する施工システムであって、
    ショベルと通信を行う通信装置と、
    制御装置と、を有し、
    前記制御装置は、前記下部走行体の移動に関する所定の条件を設定し、該条件が満たされたときに、前記下部走行体の移動の停止に関する情報を、前記通信装置を介して、ショベルへ出力し、
    前記条件は、前記下部走行体が所定距離だけ移動したことを含み、
    前記所定距離は、ショベルの動作中に、掘削作業によってエンドアタッチメントに取り込まれる土砂の体積に基づいて各回の掘削作業の前に動的に決定される、
    施工システム。
12. 下部走行体と、前記下部走行体を移動させる走行用油圧モータと、前記下部走行体に旋回可能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るアタッチメントとを備えるショベルによる施工を支援する施工システムであって、
    ショベルと通信を行う通信装置と、
    制御装置と、を有し、
    前記制御装置は、前記下部走行体の移動に関する所定の条件を設定し、該条件が満たされたときに、前記走行用油圧モータを制御して前記下部走行体の移動を停止させるように、前記下部走行体の移動の停止に関する情報を、前記通信装置を介して、ショベルへ出力し、
    前記条件は、前記下部走行体が所定距離だけ移動したことを含み、
    前記所定距離は、ショベルの動作中に、掘削作業によってエンドアタッチメントに取り込まれる土砂の体積に基づいて各回の掘削作業の前に動的に決定される、
    施工システム。
13. 前記下部走行体が移動した距離は、移動前の前記エンドアタッチメントの所定部位と移動後の前記エンドアタッチメントの所定部位との間の距離、又は、移動前の前記上部旋回体の所定部位と移動後の前記上部旋回体の所定部位との間の距離である、
    請求項１１又は１２に記載の施工システム。
14. 前記所定距離は、前記エンドアタッチメントの幅より小さい、
    請求項１３に記載の施工システム。

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