WO2020203843A1 - ショベル - Google Patents

Abstract

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た上部旋回体（３）と、上部旋回体（３）に取り付けられた掘削アタッチメント（ＡＴ）と、掘削アタッチメント（ＡＴ）を動かすアタッチメントアクチュエータであるブームシリンダ（７）、アームシリンダ（８）、及びバケットシリンダ（９）とを備えている。そして、ショベル（１００）は、隣り合う２つの仕上がり面の間に形成される段差（ＬＤ１）の大きさ（ＨＴ１）が所定値（ＴＨ１）以下となるように操作者を支援するように構成されている。

Description

ショベル

　本開示は、掘削機としてのショベルに関する。

　従来、法面仕上げ作業を支援するショベルが知られている（例えば、特許文献１参照）。このショベルは、バケットの刃先の位置を自動的に調節しながら、バケットの刃先を設計面に沿って移動させて斜面を掘削させることによって法面が形成されるようにしている。具体的には、バケットの刃先を斜面の下端（法尻）から上端（法肩）まで移動させる法面仕上げ作業の際に、バケットの刃先が斜面に沿うようにバケットの刃先の位置を自動的に調節することによって法面が形成されるようにしている。

特開２０１３－２１７１３７号公報

　しかしながら、上述のショベルは、衛星位置若しくは天候等に起因するＧＮＳＳアンテナの出力に含まれる誤差、ＩＭＵの出力に含まれる誤差、作動油温若しくは油圧アクチュエータの温度等に起因する油圧ポンプの吐出量に関する誤差、又は、油圧シリンダの伸縮量に関する誤差等の影響により、繰り返し実行される掘削動作によって形成される隣り合う２つの帯状領域の間で比較的大きな段差を生じさせてしまうおそれがある。なお、帯状領域は、バケットの幅に相当する幅を有する仕上がり面の一部である。

　そこで、隣り合う２つの帯状領域の間における段差を抑制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た上部旋回体と、前記上部旋回体に取り付けられたアタッチメントと、前記アタッチメントを動かすアタッチメントアクチュエータと、を備え、隣り合う２つの仕上がり面の間に形成される段差が所定値以下となるように操作者を支援する。

　上述の手段により、隣り合う２つの帯状領域の間における段差を抑制できるショベルが提供される。

本発明の実施形態に係るショベルの側面図である。 図１のショベルの上面図である。 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部分を抜き出した図である。 ブームシリンダの操作に関する油圧システム部分を抜き出した図である。 バケットシリンダの操作に関する油圧システム部分を抜き出した図である。 旋回油圧モータの操作に関する油圧システム部分を抜き出した図である。 コントローラの構成例を示す図である。 下り勾配の法面の仕上げ作業を実行しているショベルの斜視図である。 第１支援処理のフローチャートである。 第１支援画面の構成例である。 下り勾配の法面の仕上げ作業を実行している２台のショベルの斜視図である。 第２支援処理のフローチャートである。 第２支援画面の構成例である。 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他の例を示す機能ブロック図である。 電気式操作システムの構成例を示す図である。 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。

　最初に、図１及び図２を参照して、本発明の実施形態に係る掘削機としてのショベル１００について説明する。図１はショベル１００の側面図であり、図２はショベル１００の上面図である。

　本実施形態では、ショベル１００の下部走行体１はクローラ１Ｃを含む。クローラ１Ｃは、下部走行体１に搭載されている走行アクチュエータとしての走行油圧モータ２Ｍによって駆動される。具体的には、クローラ１Ｃは左クローラ１ＣＬ及び右クローラ１ＣＲを含む。左クローラ１ＣＬは左走行油圧モータ２ＭＬによって駆動され、右クローラ１ＣＲは右走行油圧モータ２ＭＲによって駆動される。

　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。旋回機構２は、上部旋回体３に搭載されている旋回アクチュエータとしての旋回油圧モータ２Ａによって駆動される。但し、旋回アクチュエータは、電動アクチュエータとしての旋回電動発電機であってもよい。

　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である掘削アタッチメントＡＴを構成する。ブーム４はブームシリンダ７で駆動され、アーム５はアームシリンダ８で駆動され、バケット６はバケットシリンダ９で駆動される。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は、アタッチメントアクチュエータを構成している。エンドアタッチメントは、法面バケットであってもよい。

　ブーム４は、上部旋回体３に対して上下に回動可能に支持されている。そして、ブーム４にはブーム角度センサＳ１が取り付けられている。ブーム角度センサＳ１は、ブーム４の回動角度であるブーム角度αを検出できる。ブーム角度αは、例えば、ブーム４を最も下降させた状態からの上昇角度である。そのため、ブーム角度αは、ブーム４を最も上昇させたときに最大となる。

　アーム５は、ブーム４に対して回動可能に支持されている。そして、アーム５にはアーム角度センサＳ２が取り付けられている。アーム角度センサＳ２は、アーム５の回動角度であるアーム角度βを検出できる。アーム角度βは、例えば、アーム５を最も閉じた状態からの開き角度である。そのため、アーム角度βは、アーム５を最も開いたときに最大となる。

　バケット６は、アーム５に対して回動可能に支持されている。そして、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。バケット角度センサＳ３は、バケット６の回動角度であるバケット角度γを検出できる。バケット角度γは、バケット６を最も閉じた状態からの開き角度である。そのため、バケット角度γは、バケット６を最も開いたときに最大となる。

　図１の実施形態では、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のそれぞれは、加速度センサとジャイロセンサの組み合わせで構成されている。但し、加速度センサのみで構成されていてもよい。また、ブーム角度センサＳ１は、ブームシリンダ７に取り付けられたストロークセンサであってもよく、ロータリエンコーダ、ポテンショメータ又は慣性計測装置等であってもよい。アーム角度センサＳ２及びバケット角度センサＳ３についても同様である。

　上部旋回体３には、運転室としてのキャビン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、空間認識装置７０、向き検出装置７１、測位装置７３、機体傾斜センサＳ４及び旋回角速度センサＳ５等が取り付けられている。キャビン１０の内部には、操作装置２６、コントローラ３０、情報入力装置７２、表示装置Ｄ１及び音声出力装置Ｄ２等が設けられている。なお、本書では、便宜上、上部旋回体３における、掘削アタッチメントＡＴが取り付けられている側を前方とし、カウンタウェイトが取り付けられている側を後方とする。

　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するように構成されている。物体は、例えば、施工面、人、動物、車両（ダンプトラック等）、作業機材、建設機械、建造物、電線、柵、又は穴等である。物体として人を検知するように構成されている場合、空間認識装置７０は、人と人以外の物体とを区別できるように構成される。また、空間認識装置７０は、人が着用する作業用ベストやヘルメットに基づいて、物体の種類を人と識別するように構成されていてもよい。

　空間認識装置７０は、地形を認識するように構成されていてもよい。具体的には、空間認識装置７０は、例えば、現在の地形と設計面との差を算出するように構成されていてもよい。現在の地形と設計面との差は、例えば、設計面に垂直な方向における現在の地形の表面と設計面との間の距離である。

　また、空間認識装置７０は、空間認識装置７０又はショベル１００から認識された物体までの距離を算出するように構成されていてもよい。空間認識装置７０は、例えば、超音波センサ、ミリ波レーダ、単眼カメラ、ステレオカメラ、ＬＩＤＡＲ、距離画像センサ、赤外線センサ等、又はそれらの任意の組み合わせを含む。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センサ７０Ｒを含む。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を検出するように構成されている。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で構成されていてもよい。或いは、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で構成されていてもよい。向き検出装置７１は、ロータリエンコーダ、ロータリポジションセンサ等、又は、それらの任意の組み合わせであってもよい。旋回電動発電機で上部旋回体３が旋回駆動される構成では、向き検出装置７１は、レゾルバで構成されていてもよい。向き検出装置７１は、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。

　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で構成されていてもよい。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して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の長手方向を特定する。そして、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き出す。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き出される。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で下部走行体１の長手方向を特定できる。この場合、向き検出装置７１は、コントローラ３０に統合されていてもよい。また、カメラは、空間認識装置７０であってもよい。

　情報入力装置７２は、ショベルの操作者がコントローラ３０に対して情報を入力できるように構成されている。本実施形態では、情報入力装置７２は、表示装置Ｄ１の表示部に近接して設置されるスイッチパネルである。但し、情報入力装置７２は、表示装置Ｄ１の表示部の上に配置されるタッチパネルであってもよく、キャビン１０内に配置されているマイクロフォン等の音声入力装置であってもよい。また、情報入力装置７２は、外部からの情報を取得する通信装置であってもよい。

　測位装置７３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。本実施形態では、測位装置７３は、ＧＮＳＳ受信機であり、上部旋回体３の位置を検出し、検出値をコントローラ３０に対して出力する。測位装置７３は、ＧＮＳＳコンパスであってもよい。この場合、測位装置７３は、上部旋回体３の位置及び向きを検出できるため、向き検出装置７１としても機能する。

　機体傾斜センサＳ４は、所定の平面に対する上部旋回体３の傾斜を検出する。本実施形態では、機体傾斜センサＳ４は、水平面に関する上部旋回体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加速度センサである。上部旋回体３の前後軸及び左右軸は、例えば、互いに直交してショベル１００の旋回軸上の一点であるショベル中心点を通る。

　旋回角速度センサＳ５は、上部旋回体３の旋回角速度を検出する。本実施形態では、ジャイロセンサである。レゾルバ、ロータリエンコーダ等、又はそれらの任意の組み合わせであってもよい。旋回角速度センサＳ５は、旋回速度を検出してもよい。旋回速度は、旋回角速度から算出されてもよい。

　以下では、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及び旋回角速度センサＳ５の少なくとも１つは、姿勢検出装置とも称される。掘削アタッチメントＡＴの姿勢は、例えば、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のそれぞれの出力に基づいて検出される。

　表示装置Ｄ１は、情報を表示する装置である。本実施形態では、表示装置Ｄ１は、キャビン１０内に設置された液晶ディスプレイである。但し、表示装置Ｄ１は、スマートフォン等の携帯端末のディスプレイであってもよい。

　音声出力装置Ｄ２は、音声を出力する装置である。音声出力装置Ｄ２は、キャビン１０内の操作者に向けて音声を出力する装置、及び、キャビン１０外の作業者に向けて音声を出力する装置の少なくとも１つを含む。携帯端末のスピーカであってもよい。

　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。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。

　コントローラ３０は、ショベル１００を制御するための制御装置である。本実施形態では、コントローラ３０は、ＣＰＵ、揮発性記憶装置及び不揮発性記憶装置等を備えたコンピュータで構成されている。そして、コントローラ３０は、各機能に対応するプログラムを不揮発性記憶装置から読み出して揮発性記憶装置にロードし、対応する処理をＣＰＵに実行させる。各機能は、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の手動操作を支援したり或いはショベル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を含む。コントローラ３０は、ショベル１００の周囲に存在する物体とショベル１００との接触を回避するためにショベル１００を自動的或いは自律的に動作させたり或いは停止させたりする接触回避機能を含んでいてもよい。

　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）に人が存在すると判断した場合、操作者が操作装置２６を操作しても、アクチュエータの動作を動作不能、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した場合、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は、操作用制御弁への制御指令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ユニット１７内の対応する制御弁（例えば制御弁１７１～１７６のうちの１つ）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制御弁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から操作用制御弁への制御指令を相対的に小さい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、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、操作者が操作装置２６を操作している最中において、監視範囲内に人が存在すると判断した場合には、コントローラ３０は、操作者の操作に関わらず、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した場合、コントローラ３０は、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ユニット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制御弁が用いられる場合には、コントローラ３０は、操作用制御弁への制御指令を無効にする、或いは、操作用制御弁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ダンプトラックである場合、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、検出されたダンプ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。

　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ユニット１７、操作装置２６、吐出圧センサ２８、操作圧センサ２９及びコントローラ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４０又はパラレル管路４２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ユニット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、パイロット圧生成装置の一例であり、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。但し、パイロット圧生成装置は、メインポンプ１４によって実現されてもよい。すなわち、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ユニット１７に供給する機能に加え、パイロットラインを介して操作装置２６を含む各種油圧制御機器に作動油を供給する機能を備えていてもよい。この場合、パイロットポンプ１５は、省略されてもよい。

　コントロールバルブユニット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ユニット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ユニット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、左走行油圧モータ２ＭＬ、右走行油圧モータ２ＭＲ及び旋回油圧モータ２Ａを含む。

　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ユニット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ユニット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４０Ｌ又は左パラレル管路４２Ｌ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４０Ｒ又は右パラレル管路４２Ｒ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４０Ｌは、コントロールバルブユニット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４０Ｒは、コントロールバルブユニット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油圧モータ２ＭＬへ供給し、且つ、左走行油圧モータ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油圧モータ２ＭＲへ供給し、且つ、右走行油圧モータ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４２Ｌは、左センターバイパス管路４０Ｌに並行する作動油ラインである。左パラレル管路４２Ｌは、制御弁１７１、１７３及び１７５Ｌの何れかによって左センターバイパス管路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。右パラレル管路４２Ｒは、右センターバイパス管路４０Ｒに並行する作動油ラインである。右パラレル管路４２Ｒは、制御弁１７２、１７４及び１７５Ｒの何れかによって右センターバイパス管路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の吸収パワー（吸収馬力）がエンジン１１の出力パワー（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１Ｃ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１ＣＬ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１ＣＲ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４０Ｌ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４０Ｌ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４０Ｌ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４０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作動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４Ｄ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４Ｄは、油圧システムの一部を抜き出した図である。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部分を抜き出した図であり、図４Ｂは、ブームシリンダ７の操作に関する油圧システム部分を抜き出した図である。図４Ｃは、バケットシリンダ９の操作に関する油圧システム部分を抜き出した図であり、図４Ｄは、旋回油圧モータ２Ａの操作に関する油圧システム部分を抜き出した図である。

　図４Ａ～図４Ｄに示すように、油圧システムは、比例弁３１、シャトル弁３２、及び比例弁３３を含む。比例弁３１は、比例弁３１ＡＬ～３１ＤＬ及び３１ＡＲ～３１ＤＲを含み、シャトル弁３２は、シャトル弁３２ＡＬ～３２ＤＬ及び３２ＡＲ～３２ＤＲを含み、比例弁３３は、比例弁３３ＡＬ～３３ＤＬ及び３３ＡＲ～３３ＤＲ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ユニット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ユニット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ユニット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ＮＳが設けられている。本実施形態では、スイッチＮＳは、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。操作者は、スイッチＮＳを押しながら左操作レバー２６Ｌを操作できる。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。

　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節する。比例弁３１ＡＲ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節する。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節可能である。

　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。

　比例弁３３ＡＬ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３３ＡＬ、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減圧する。比例弁３３ＡＲ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３３ＡＲ、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減圧する。比例弁３３ＡＬ、３３ＡＲ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が行われている場合であっても、必要に応じて、制御弁１７６の閉じ側のパイロットポート（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）に作用するパイロット圧を減圧し、アーム５の閉じ動作を強制的に停止させることができる。操作者によるアーム開き操作が行われているときにアーム５の開き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、比例弁３１ＡＲを制御し、制御弁１７６の閉じ側のパイロットポートの反対側にある、制御弁１７６の開き側のパイロットポート（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）に作用するパイロット圧を増大させ、制御弁１７６を強制的に中立位置に戻すことで、アーム５の閉じ動作を強制的に停止させてもよい。この場合、比例弁３３ＡＬは省略されてもよい。操作者によるアーム開き操作が行われている場合にアーム５の開き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、以下の図４Ｂ～図４Ｄを参照しながらの説明を省略するが、操作者によるブーム上げ操作又はブーム下げ操作が行われている場合にブーム４の動作を強制的に停止させる場合、操作者によるバケット閉じ操作又はバケット開き操作が行われている場合にバケット６の動作を強制的に停止させる場合、及び、操作者による旋回操作が行われている場合に上部旋回体３の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、操作者による走行操作が行われている場合に下部走行体１の走行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４Ｂ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３１ＢＬ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から比例弁３１ＢＬ及びシャトル弁３２ＢＬ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節する。比例弁３１ＢＲ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から比例弁３１ＢＲ及びシャトル弁３２ＢＲ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節する。比例弁３１ＢＬ、３１ＢＲ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節可能である。

　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３１ＢＬ及びシャトル弁３２ＢＬ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３１ＢＲ及びシャトル弁３２ＢＲ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４Ｃ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３１ＣＬ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から比例弁３１ＣＬ及びシャトル弁３２ＣＬ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節する。比例弁３１ＣＲ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から比例弁３１ＣＲ及びシャトル弁３２ＣＲ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節する。比例弁３１ＣＬ、３１ＣＲ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節可能である。

　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３１ＣＬ及びシャトル弁３２ＣＬ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３１ＣＲ及びシャトル弁３２ＣＲ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４Ｄ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３１ＤＬ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から比例弁３１ＤＬ及びシャトル弁３２ＤＬ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節する。比例弁３１ＤＲ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から比例弁３１ＤＲ及びシャトル弁３２ＤＲ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節する。比例弁３１ＤＬ、３１ＤＲ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節可能である。

　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３１ＤＬ及びシャトル弁３２ＤＬ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３１ＤＲ及びシャトル弁３２ＤＲ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。

　ショベル１００は、下部走行体１を自動的或いは自律的に前進・後進させる構成を備えていてもよい。この場合、左走行油圧モータ２ＭＬの操作に関する油圧システム部分、及び、右走行油圧モータ２ＭＲの操作に関する油圧システム部分は、ブームシリンダ７の操作に関する油圧システム部分等と同じように構成されてもよい。

　また、操作装置２６の形態として油圧式パイロット回路を備えた油圧式操作レバーに関する説明を記載したが、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、コントローラ３０の構成例について説明する。図５は、コントローラ３０の構成例を示す図である。図５では、コントローラ３０は、姿勢検出装置、操作装置２６、空間認識装置７０、向き検出装置７１、情報入力装置７２、測位装置７３及びスイッチＮＳ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、表示装置Ｄ１及び音声出力装置Ｄ２等の少なくとも１つ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、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、機体傾斜センサＳ４及び旋回角速度センサＳ５を含む。コントローラ３０は、位置算出部３０Ａ、軌道取得部３０Ｂ及び自律制御部３０Ｃを機能要素として有する。各機能要素は、ハードウェアで構成されていてもよく、ソフトウェアで構成されていてもよい。

　位置算出部３０Ａは、測位対象の位置を算出するように構成されている。本実施形態では、位置算出部３０Ａは、アタッチメントの所定部位の基準座標系における座標点を算出する。所定部位は、例えば、バケット６の爪先又は背面等である。基準座標系の原点は、例えば、旋回軸とショベル１００の接地面との交点である。基準座標系は、例えば、ＸＹＺ直交座標系であり、ショベル１００の前後軸に平行なＸ軸と、ショベル１００の左右軸に平行なＹ軸と、ショベル１００の旋回軸に平行なＺ軸とを有する。位置算出部３０Ａは、例えば、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３０Ａ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。この場合、位置算出部３０Ａは、機体傾斜センサＳ４の出力を利用してもよい。また、位置算出部３０Ａは、測位装置７３の出力を利用し、アタッチメントの所定部位の世界座標系における座標点を算出してもよい。

　軌道取得部３０Ｂは、ショベル１００を自律的に動作させるときにアタッチメントの所定部位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。本実施形態では、軌道取得部３０Ｂは、自律制御部３０Ｃがショベル１００を自律的に動作させるときに利用する目標軌道を取得する。具体的には、軌道取得部３０Ｂは、不揮発性記憶装置に記憶されている設計面に関するデータ（以下、「設計データ」とする。）に基づいて目標軌道を導き出す。目標軌道は、典型的には、設計面と一致する軌道である。軌道取得部３０Ｂ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いて目標軌道を導き出してもよい。或いは、軌道取得部３０Ｂは、揮発性記憶装置に記憶されている姿勢検出装置の過去の出力からバケット６の爪先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。或いは、軌道取得部３０Ｂは、アタッチメントの所定部位の現在位置と設計データとに基づいて目標軌道を導き出してもよい。

　自律制御部３０Ｃは、ショベル１００を自律的に動作させることができるように構成されている。本実施形態では、自律制御部３０Ｃは、所定の開始条件が満たされた場合に、軌道取得部３０Ｂが取得した目標軌道に沿ってアタッチメントの所定部位を移動させるように構成されている。具体的には、スイッチＮＳが押されている状態で操作装置２６が操作されたときに、所定部位が目標軌道に沿って移動するように、ショベル１００を自律的に動作させる。

　本実施形態では、自律制御部３０Ｃは、アクチュエータを自律的に動作させることで操作者によるショベルの手動操作を支援するように構成されている。例えば、自律制御部３０Ｃは、操作者がスイッチＮＳを押しながら手動でアーム閉じ操作を行っている場合に、目標軌道とバケット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つを自律的に伸縮させてもよい。この場合、操作者は、例えば、左操作レバー２６Ｌをアーム閉じ方向に操作するだけで、バケット６の爪先を目標軌道に一致させながら、アーム５を閉じることができる。

　本実施形態では、自律制御部３０Ｃは、比例弁３１に制御指令（電流指令）を与えて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調節することで各アクチュエータを自律的に動作させることができる。例えば、右操作レバー２６Ｒが傾倒されたか否かにかかわらず、ブームシリンダ７及びバケットシリンダ９の少なくとも１つを動作させることができる。

　次に、図６～図８を参照し、コントローラ３０が操作者による法面仕上げ作業を支援する処理（以下、「第１支援処理」とする。）について説明する。図６は、下り勾配の法面の仕上げ作業を行っているショベル１００の斜視図である。図７は、第１支援処理のフローチャートである。図８は、第１支援処理が行われているときに表示装置Ｄ１の表示部に表示される第１支援画面の構成例を示す。

　ショベル１００の操作者は、図６に示すように、設計面に沿って法尻ＦＳから法肩ＴＳへ法面バケット６Ｓを移動させる仕上げ作業と、矢印ＡＲで示す方向に下部走行体１を所定距離だけ移動させる走行作業とを交互に実行して法面の仕上げを行っている。

　具体的には、仕上げ作業は、法面バケット６Ｓの爪先で施工面としての法面を掘削する作業、法面バケット６Ｓの背面で施工面としての法面を押し付けながら施工する作業、及び、法面バケット６Ｓの背面で施工面としての法面を押し付けながら施工面を掘削する作業等を含む。

　帯状領域ＳＷは、１回の仕上げ作業で仕上げられる法面上の領域（仕上がり面）である。本実施形態では、帯状領域ＳＷは、法面バケット６Ｓの幅とほぼ同じ幅を有する。帯状領域ＳＷ０は、今回の仕上げ作業によって仕上げられる未完成の領域である。帯状領域ＳＷ１は、前回（１回前）の仕上げ作業によって既に仕上げられた領域であり、帯状領域ＳＷ２は、前々回（２回前）の仕上げ作業によって既に仕上げられた領域である。帯状領域ＳＷ３～ＳＷ１０についても同様である。なお、図６では、ドットパターンで示される領域は、仕上げが既に完了した法面部分を表し、クロスパターンで示される領域は、仕上げが完了していない法面部分を表す。

　目標軌道は、仕上げ作業時において、設計面と一致するように設定される。したがって、ショベル１００は、実際の作業部位の軌道が設計面に対して所定の許容誤差の範囲内に収まるように制御される。しかしながら、作業部位の軌跡が実際に所定の許容誤差の範囲内に収まるようにショベル１００が施工を継続できたとしても、隣り合う２つの帯状領域の間には、段差ＬＤが生じてしまうことがある。例えば、図６における段差ＬＤとしての段差ＬＤ６は、帯状領域ＳＷ５と帯状領域ＳＷ６との間に形成された段差である。この段差ＬＤが大きいとそれぞれの施工された帯状領域ＳＷが許容範囲内であったとしても、例えばコンクリートブロックを法面に設置したときにコンクリートブロックが浮いてしまう等、問題を生じさせるおそれがある。

　本実施形態では、コントローラ３０は、自律制御部３０Ｃによってバケット６の背面が法尻ＦＳに位置付けられたときに第１支援処理を実行する。

　最初に、コントローラ３０は、前回の仕上げ作業によって形成された帯状領域ＳＷ１の表面と設計面との差を算出する（ステップＳＴ１）。例えば図６の例では、コントローラ３０は、前回の仕上げ作業によって形成された帯状領域ＳＷ１の表面と設計面との差ＤＳ１（図８参照。）を算出する。

　例えば、コントローラ３０は、帯状領域ＳＷ１を仕上げた際のアタッチメントの作業部位の軌跡に基づき、設計面に垂直な方向における帯状領域ＳＷ１の表面と設計面との差ＤＳ１を導き出す。このとき、コントローラ３０は、空間認識装置７０の出力と測位装置７３の出力とに基づき、設計面に垂直な方向における帯状領域ＳＷ１の表面と設計面との差ＤＳ１を導き出してもよい。なお、アタッチメントの作業部位は、例えば、法面バケット６Ｓの爪先、又は、法面バケット６Ｓの背面である。

　その後、コントローラ３０は、今回の仕上げ作業によって形成される帯状領域ＳＷ０の表面（推定表面）と設計面との差を算出する（ステップＳＴ２）。例えば図６の例では、コントローラ３０は、今回の仕上げ作業によって形成される帯状領域ＳＷ０の推定表面と設計面との差ＤＳ０を推定する。

　例えば、法面バケット６Ｓの爪先は、仕上げ作業の際に、操作者による手動操作又は自律制御により、施工面としての法面の法尻まで移動させられる。そして、法面バケット６Ｓの爪先が法尻に移動させられると、コントローラ３０は、位置算出部３０Ａが算出する法面バケット６Ｓの爪先の座標点に基づき、設計面に垂直な方向における未完成の帯状領域ＳＷ０の推定表面と設計面との差ＤＳ０を導き出す。すなわち、コントローラ３０は、現在の法面バケット６Ｓの爪先の座標点を、未完成の帯状領域ＳＷ０の推定表面上の座標点とした上で、未完成の帯状領域ＳＷ０の推定表面と設計面との差ＤＳ０を導き出す。ここで、コントローラ３０は、現在の法面バケット６Ｓの背面と施工面としての法面との接点の座標点を、未完成の帯状領域ＳＷ０の推定表面上の座標点とした上で、未完成の帯状領域ＳＷ０の推定表面と設計面との差ＤＳ０を導き出してもよい。

　その後、コントローラ３０は、段差の大きさが所定値より大きいか否かを判定する（ステップＳＴ３）。

　例えば、コントローラ３０は、既に形成された帯状領域ＳＷ１の表面と設計面との差ＤＳ１、及び、未だ形成されていない帯状領域ＳＷ０の推定表面と設計面との差ＤＳ０に基づき、帯状領域ＳＷ０と帯状領域ＳＷ１との間の段差ＬＤ１の大きさＨＴ１を導き出す。すなわち、コントローラ３０は、帯状領域ＳＷ１の表面と帯状領域ＳＷ０の推定表面との差を段差ＬＤ１の大きさＨＴ１として導き出す。

　そして、コントローラ３０は、段差ＬＤ１の大きさＨＴ１が所定値ＴＨ１より大きいか否かを判定する。所定値ＴＨ１は、例えば、不揮発性記憶装置に予め記憶されている値であり、典型的には、数ｍｍ（例えば５ｍｍ）である。所定値ＴＨ１は、ゼロであってもよい。

　段差ＬＤ１の大きさＨＴ１が所定値ＴＨ１より大きいと判定した場合（ステップＳＴ３のＹＥＳ）、コントローラ３０は、段差ＬＤ１の大きさＨＴ１が所定値ＴＨ１より大きくなる旨を報知する（ステップＳＴ４）。

　例えば、コントローラ３０は、既に形成された帯状領域ＳＷ１の表面と未だ形成されていない帯状領域ＳＷ０の推定表面との間の段差ＬＤ１の大きさＨＴ１が所定値ＴＨ１より大きくなるおそれがある旨を報知する。具体的には、コントローラ３０は、「段差が大きくなるおそれがあるためバケットの高さを調節します」といった音声メッセージを音声出力装置Ｄ２から出力させ、且つ／或いは、同様のメッセージを表示装置Ｄ１の表示部に表示させる。

　その後、コントローラ３０は、自律制御に関する目標を変更する（ステップＳＴ５）。自律制御に関する目標は、例えば、目標軌道である。コントローラ３０は、例えば、帯状領域ＳＷ１の表面が帯状領域ＳＷ０の推定表面より高い場合で、且つ、段差ＬＤ１の大きさＨＴ１が所定値ＴＨ１よりも値ＤＦだけ大きい場合、すなわち、ＨＴ１＝ＴＨ１＋ＤＦの場合、目標軌道が設計面から少なくとも値ＤＦだけ高くなるように目標軌道を変更する。段差ＬＤ１の大きさＨＴ１が所定値ＴＨ１以下となるようにするためである。なお、コントローラ３０は、帯状領域ＳＷ１の表面と帯状領域ＳＷ０の表面とが面一となるように、目標軌道を変更してもよい。その後、コントローラ３０は、アタッチメントの所定部位が新たに設定された目標軌道に沿って移動するように、ショベル１００を自律的に動作させる。

　このように、コントローラ３０は、設計面に対する帯状領域ＳＷ０の推定表面の位置が所定の許容範囲内となり、且つ、段差ＬＤ１の大きさＨＴ１が所定値ＴＨ１以下となるように、目標軌道を変更する。所定の許容範囲は、例えば、設計面±３０ｍｍである。

　段差ＬＤ１の大きさＨＴ１が所定値ＴＨ１以下であると判定した場合（ステップＳＴ３のＮＯ）、コントローラ３０は、自律制御に関する目標を変更することなく、今回の第１支援処理を終了させる。

　図８は、帯状領域ＳＷ０を完成させるために法面バケット６Ｓが法尻ＦＳに位置付けられたときに表示装置Ｄ１の表示部に表示される第１支援画面の構成例を示す。

　第１支援画面は、断面表示領域Ｇ１、表面表示領域Ｇ２、及びメッセージ表示領域Ｇ３を含む。

　断面表示領域Ｇ１は、法面の断面を表示する領域である。本実施形態では、断面表示領域Ｇ１は、図６の一点鎖線ＬＮ１を含む、法面に垂直な仮想平面における法面の断面を表示している。

　画像部分ＧＬ１～ＧＬ６は、法面の凹凸を表す実線ＬＳの一部であり、それぞれ、段差ＬＤ１～ＬＤ６の大きさを表している。画像部分ＧＬ２は、段差ＬＤ２の大きさがほぼゼロであること、すなわち、帯状領域ＳＷ１の表面と帯状領域ＳＷ２の表面とがほぼ面一であることを示している。

　太実線Ｌ０は、設計面の位置を示し、破線Ｌ１は、仕上がり面の許容上限位置（例えば設計面＋３０ｍｍ）を示し、破線Ｌ２は、仕上がり面の許容下限位置（例えば設計面－３０ｍｍ）を示している。すなわち、仕上がり面は、設計面に対する位置が許容上限位置以下で且つ許容下限位置以上であれば、受け入れ可能なものとして扱われる。

　ショベル１００の操作者は、断面表示領域Ｇ１を見ることで、設計面と帯状領域ＳＷ１の表面との間の距離がＤＳ１であること、設計面と帯状領域ＳＷ０の推定表面との間の距離がＤＳ０であること、帯状領域ＳＷ１の表面と帯状領域ＳＷ０の推定表面との間にある段差ＬＤ１の大きさがＨＴ１であること、及び、段差ＬＤ１の大きさＨＴ１が所定値ＴＨ１より大きいことを容易に把握できる。なお、本実施形態では、ＤＳ０、ＤＳ１、ＤＳ２、ＨＴ１、及びＴＨ１を表す破線矢印は、説明のためのものであり、実際には表示されない。但し、表示装置Ｄ１は、これらの破線矢印等の補助的な図形を表示してもよい。

　表面表示領域Ｇ２は、法面を構成する各帯状領域の表面の高さの違いを表示する領域であり、各帯状領域を上から見た状態を示している。本実施形態では、表面表示領域Ｇ２は、各帯状領域の表面の高さの違いを複数の色で表している。

　画像部分ＧＳ０は、今回の仕上げ作業によって仕上げられる未完成の帯状領域ＳＷ０の推定表面と設計面との差がＤＳ０であることを第１色（クロスパターン）で表している。

　画像部分ＧＳ１は、前回の仕上げ作業によって仕上げられた帯状領域ＳＷ１の表面と設計面との差がＤＳ１であることを第２色（粗いドットパターン）で表している。

　画像部分ＧＳ２は、２回前の仕上げ作業によって仕上げられた帯状領域ＳＷ２の表面と設計面との差が、帯状領域ＳＷ１と同じＤＳ１であることを第２色（粗いドットパターン）で表している。

　画像部分ＧＳ３は、３回前の仕上げ作業によって仕上げられた帯状領域ＳＷ３の表面と設計面との差がＤＳ２であることを第３色（細かいドットパターン）で表している。

　画像部分ＧＳ４は、４回前の仕上げ作業によって仕上げられた帯状領域ＳＷ４の表面と設計面との差が、帯状領域ＳＷ０と同じＤＳ０であることを第１色（クロスパターン）で表している。

　画像部分ＧＳ５は、５回前の仕上げ作業によって仕上げられた帯状領域ＳＷ５の表面と設計面との差が、帯状領域ＳＷ３と同じＤＳ２であることを第３色（細かいドットパターン）で表している。

　画像部分ＧＳ６は、６回前の仕上げ作業によって仕上げられた帯状領域ＳＷ６の表面と設計面との差が、帯状領域ＳＷ１と同じＤＳ１であることを第２色（粗いドットパターン）で表している。

　図８の例では、仕上げが完了していない帯状領域ＳＷ０に対応する画像部分ＧＳ０は、仕上げが完了している帯状領域ＳＷ１～ＳＷ６に対応する画像部分ＧＳ１～ＧＳ６との区別のため、太線枠ＦＲ１で囲まれ、且つ、図形ＧＢが付されている。図形ＧＢは、法面バケット６Ｓを表す図形であり、法面バケット６Ｓの現在位置を示している。

　画像部分ＧＳｘは、ショベル１００が到達していない領域であることを第４色（白色）で表している。

　ショベル１００の操作者は、表面表示領域Ｇ２を見ることで、既に仕上げが完了している帯状領域ＳＷ１～ＳＷ６のそれぞれの表面の設計面に対する高さ、すなわち法面の凹凸を容易に把握できる。また、ショベル１００の操作者は、仕上げが完了していない帯状領域ＳＷ０の推定表面の設計面に対する高さを、帯状領域ＳＷ１～ＳＷ６のそれぞれの表面の設計面に対する高さと対比できる。

　メッセージ表示領域Ｇ３は、コントローラ３０が生成するメッセージが表示される領域である。図８の例では、メッセージ表示領域Ｇ３には、帯状領域ＳＷ１の表面と帯状領域ＳＷ０の推定表面との間の段差ＬＤ１の大きさＨＴ１が所定値ＴＨ１より大きくなるおそれがあるとコントローラ３０が判定したときにコントローラ３０が生成するメッセージが表示されている。

　ショベル１００の操作者は、メッセージ表示領域Ｇ３に表示されたメッセージを見ることで、段差ＬＤ１の大きさＨＴ１が所定値ＴＨ１以下となるように、法面バケット６Ｓの高さが上方に自律的に調節されることを認識できる。但し、コントローラ３０は、法面バケット６Ｓの高さが自律的に調節されることを操作者に認識させることなく、法面バケット６Ｓの高さを自律的に調節してもよい。

　次に、図９～図１１を参照し、コントローラ３０が操作者による法面仕上げ作業を支援する別の処理（以下、「第２支援処理」とする。）について説明する。図９は、下り勾配の法面の仕上げ作業を行っているショベル１００とショベル１００Ａの斜視図である。図１０は、第２支援処理のフローチャートである。図１１は、第２支援処理が行われているときに表示装置Ｄ１の表示部に表示される第２支援画面の構成例を示す。

　ショベル１００の操作者は、図９に示すように、設計面に沿って法尻ＦＳから法肩ＴＳへ法面バケット６Ｓを移動させる仕上げ作業と、矢印ＡＲ１で示す方向に下部走行体１を所定距離だけ移動させる走行作業とを交互に実行して法面の仕上げを行っている。

　同様に、ショベル１００Ａの操作者は、設計面に沿って法尻ＦＳから法肩ＴＳへ法面バケット６Ｓを移動させる仕上げ作業と、矢印ＡＲ２で示す方向に下部走行体１を所定距離だけ移動させる走行作業とを交互に実行して法面の仕上げを行っている。本実施形態では、ショベル１００Ａは、ショベル１００と同様の構成を有する。但し、ショベル１００Ａは、位置算出部３０Ａ、軌道取得部３０Ｂ及び自律制御部３０Ｃ等の機能要素を有しないコントローラを備えていてもよい。

　ショベル１００の操作者及びショベル１００Ａの操作者は、図６の場合と同様に、帯状領域ＳＷを形成しながら、法面の仕上げ作業を継続している。図９では、図６の場合と同様に、ドットパターンで示される領域は、仕上げが完了した法面部分を表し、クロスパターンで示される領域は、仕上げが完了していない法面部分を表す。具体的には、ドットパターンで示される領域は、ショベル１００による仕上げが完了した法面部分ＳＦ１、及び、ショベル１００Ａによる仕上げが完了した法面部分ＳＦ２を含む。クロスパターンで示される領域は、ショベル１００による仕上げが完了していない法面部分ＳＮ１、及び、ショベル１００Ａによる仕上げが完了していない法面部分ＳＮ２を含む。連結部ＬＫは、ショベル１００による仕上げが完了していない法面部分ＳＮ１と、ショベル１００Ａによる仕上げが完了した法面部分ＳＦ２とが接する部分、すなわち、法面部分ＳＦ１と法面部分ＳＦ２とが将来的に連結される部分である。

　破線円ＣＬ１で囲まれた部分の図は、破線円ＣＬ２で囲まれた部分の拡大図である。この拡大図は、法面部分ＳＮ１と法面部分ＳＦ２との間の段差ＬＤａ、すなわち、連結部ＬＫにおける現在の段差ＬＤａの大きさがＨＴａであることを示している。

　本実施形態では、ショベル１００に搭載されているコントローラ３０は、ショベル１００の稼動中、所定の制御周期で繰り返し第２支援処理を実行する。

　最初に、コントローラ３０は、連結部ＬＫまでの距離ＤＴが所定距離ＴＨ２を下回ったか否かを判定する（ステップＳＴ１１）。例えば図９の例では、コントローラ３０は、法面の延在方向における法面部分ＳＦ１と連結部ＬＫとの間の距離ＤＴが所定距離ＴＨ２を下回ったか否かを判定する。所定距離ＴＨ２は、例えば、不揮発性記憶装置に予め記憶されている距離であり、典型的には、数メートル（例えば５メートル）である。

　例えば、コントローラ３０は、空間認識装置７０の出力に基づき、距離ＤＴを導き出す。或いは、コントローラ３０は、測位装置７３の出力と、ショベル１００Ａから通信装置を介して取得する法面部分ＳＦ２の位置に関する情報とに基づき、距離ＤＴを導き出してもよい。法面部分ＳＦ２の位置に関する情報は、ショベル１００の周囲で作業する作業者が携帯する測定装置によって測定された情報であってもよく、マルチコプタ等の飛行体に搭載されている空間認識装置が取得した情報であってもよい。

　距離ＤＴが所定距離ＴＨ２を下回ったと判定した場合（ステップＳＴ１１のＹＥＳ）、コントローラ３０は、連結部ＬＫで形成され得る段差ＬＤｂの大きさＨＴｂを推定する（ステップＳＴ１２）。

　具体的には、コントローラ３０は、空間認識装置７０の出力、アタッチメントの作業部位の位置に関する情報、測位装置７３の出力、及び、ショベル１００Ａから通信装置を介して取得する法面部分ＳＦ２の位置に関する情報等の少なくとも１つに基づき、法面部分ＳＦ１と法面部分ＳＦ２とが連結部ＬＫで連結されたときに形成される段差ＬＤｂの大きさＨＴｂを推定する。図９の破線円ＣＬ１内には、法面部分ＳＦ１と法面部分ＳＦ２とが連結部ＬＫで連結されるときの法面部分ＳＦ１の推定表面の位置を破線ＨＭで示している。

　例えば、コントローラ３０は、現時点、すなわち、法面部分ＳＦ１と法面部分ＳＦ２とが連結部ＬＫで未だ連結されていない時点における法面部分ＳＦ１の表面と設計面との差ＤＳ１（図１１参照。）に基づいて高さＨＴｂを推定する。高さＤＳ１は、前回の仕上げ作業によって形成された帯状領域ＳＷ１の表面と設計面との差である。具体的には、コントローラ３０は、前回の仕上げ作業によって帯状領域ＳＷ１を仕上げた際のアタッチメントの作業部位の軌跡に基づき、設計面に垂直な方向における帯状領域ＳＷ１の表面と設計面との差としての高さＤＳ１を導き出す。このとき、コントローラ３０は、空間認識装置７０の出力と測位装置７３の出力とに基づき、設計面に垂直な方向における帯状領域ＳＷ１の表面と設計面との差としての高さＤＳ１を導き出してもよい。なお、アタッチメントの作業部位は、例えば、法面バケット６Ｓの爪先、又は、法面バケット６Ｓの背面である。

　その後、コントローラ３０は、段差ＬＤｂの大きさＨＴｂが所定値ＴＨ３より大きいか否かを判定する（ステップＳＴ１３）。所定値ＴＨ３は、例えば、不揮発性記憶装置に予め記憶されている値であり、典型的には、数ｍｍ（例えば５ｍｍ）である。所定値ＴＨ３は、ゼロであってもよい。

　段差ＬＤｂの大きさＨＴｂが所定値ＴＨ３より大きいと判定した場合（ステップＳＴ１３のＹＥＳ）、コントローラ３０は、段差ＬＤｂの大きさＨＴｂが所定値ＴＨ３より大きくなる旨を報知する（ステップＳＴ１４）。

　例えば、コントローラ３０は、法面部分ＳＦ１の形成をこのまま継続した場合に連結部ＬＫで形成される段差ＬＤｂの大きさＨＴｂが所定値ＴＨ３より大きくなるおそれがある旨を報知する。具体的には、コントローラ３０は、「連結部で段差が大きくなるおそれがあるためバケットの高さを調節します」といった音声メッセージを音声出力装置Ｄ２から出力させ、且つ／或いは、同様のメッセージを表示装置Ｄ１の表示部に表示させる。

　その後、コントローラ３０は、自律制御に関する目標を変更する（ステップＳＴ１５）。図９の例では、コントローラ３０は、連結部ＬＫに至るまでに仕上げられる各帯状領域の推定表面と設計面との差を決定する。

　具体的には、コントローラ３０は、今回の仕上げ作業によって仕上げられる未完成の帯状領域ＳＷ０を含めた４回の仕上げ作業が行われたときに法面部分ＳＦ１と法面部分ＳＦ２とが連結部ＬＫで連結されることを導き出す。

　４回の仕上げ作業によって仕上げられる未完成の帯状領域ＳＷは、図１１に示すように、帯状領域ＳＷ０、ＳＷ１０、ＳＷ１１及びＳＷ１２を含む。

　そして、コントローラ３０は、これら４つの帯状領域に関する５つの段差の大きさが全て所定値ＴＨ３以下となるように、４つの帯状領域のそれぞれの推定表面と設計面との差を決定する。５つの段差は、図１１に示すように、帯状領域ＳＷ１と帯状領域ＳＷ０との間に形成される段差ＬＤ１、帯状領域ＳＷ０と帯状領域ＳＷ１０との間に形成される段差ＬＤ１０、帯状領域ＳＷ１０と帯状領域ＳＷ１１との間に形成される段差ＬＤ１１、帯状領域ＳＷ１１と帯状領域ＳＷ１２との間に形成される段差ＬＤ１２、及び、帯状領域ＳＷ１２と帯状領域ＳＷ２１との間に形成される段差ＬＤｂを含む。

　図９の例では、コントローラ３０は、帯状領域ＳＷ１２と帯状領域ＳＷ２１との間に形成される段差ＬＤｂの大きさがゼロとなり、且つ、残りの４つの段差ＬＤ１及びＬＤ１０～ＬＤ１２の全てが最小且つ同じ大きさとなるように、４つの帯状領域ＳＷ０及びＳＷ１０～ＳＷ１２のそれぞれの推定表面と設計面との差を決定している。

　その後、コントローラ３０は、自律制御に関する目標を変更する。自律制御に関する目標は、例えば、目標軌道である。コントローラ３０は、例えば、４つの帯状領域ＳＷ０及びＳＷ１０～ＳＷ１２のそれぞれの推定表面と設計面との差に基づいて目標軌道を変更する。

　具体的には、コントローラ３０は、帯状領域ＳＷ０を仕上げる際には、帯状領域ＳＷ１の表面と帯状領域ＳＷ０の推定表面との差である段差ＬＤ１の大きさだけ目標軌道が設計面から低くなるように目標軌道を変更する。その後、コントローラ３０は、アタッチメントの所定部位が新たに設定された目標軌道に沿って移動するように、ショベル１００を自律的に動作させる。

　また、コントローラ３０は、帯状領域ＳＷ１０を仕上げる際には、帯状領域ＳＷ０の推定表面と帯状領域ＳＷ１０の推定表面との差である段差ＬＤ１０の大きさだけ目標軌道が更に設計面から低くなるように目標軌道を変更する。帯状領域ＳＷ１１及び帯状領域ＳＷ１２のそれぞれを仕上げる際についても同様である。

　なお、コントローラ３０は、帯状領域ＳＷ１２と帯状領域ＳＷ２１との間に形成される段差ＬＤｂの大きさがゼロとなり、且つ、残りの４つの段差ＬＤ１及びＬＤ１０～ＬＤ１２のそれぞれの大きさが異なるように、４つの帯状領域ＳＷ０及びＳＷ１０～ＳＷ１２のそれぞれの推定表面と設計面との差を決定してもよい。或いは、コントローラ３０は、５つの段差の全てが最小且つ同じ大きさとなるように、４つの帯状領域ＳＷ０及びＳＷ１０～ＳＷ１２のそれぞれの推定表面と設計面との差を決定してもよい。

　このように、コントローラ３０は、６つの帯状領域ＳＷ１、ＳＷ０、ＳＷ１０～ＳＷ１２及びＳＷ２１のそれぞれの表面の位置が全て所定の許容範囲内となるように、且つ、６つの帯状領域に関する５つの段差ＬＤ１、ＬＤ１０～ＬＤ１２及びＬＤｂのそれぞれの大きさが全て所定値ＴＨ３以下となるように、目標軌道を変更する。所定の許容範囲は、例えば、設計面±３０ｍｍである。

　連結部ＬＫまでの距離ＤＴが所定距離ＴＨ２以上であると判定した場合（ステップＳＴ１１のＮＯ）、或いは、段差ＬＤｂの大きさＨＴｂが所定値ＴＨ３以下であると判定した場合（ステップＳＴ１３のＮＯ）、コントローラ３０は、自律制御に関する目標を変更することなく、今回の第２支援処理を終了させる。

　図１１は、帯状領域ＳＷ０を完成させるために法面バケット６Ｓが法尻ＦＳに位置付けられたときにショベル１００に搭載されている表示装置Ｄ１の表示部に表示される第２支援画面である。

　第２支援画面は、第１支援画面と同様に、断面表示領域Ｇ１、表面表示領域Ｇ２、及びメッセージ表示領域Ｇ３を含む。

　断面表示領域Ｇ１は、法面の断面を表示する領域である。図１１では、断面表示領域Ｇ１は、図９の一点鎖線ＬＮ２を含む、法面に垂直な仮想平面における法面の断面を表示している。

　画像部分ＧＬ１は、ショベル１００によって形成された法面の凹凸を表す実線ＬＳ１の一部であり、段差ＬＤ１の大きさを示している。

　画像部分ＧＬ１０～ＧＬ１２は、この後の仕上げ作業によって形成される法面の凹凸を表す点線ＬＳ２の一部であり、段差ＬＤ１０～ＬＤ１２のそれぞれの大きさを示している。

　画像部分ＧＬｂは、ショベル１００Ａによって形成された法面の凹凸を表す実線ＬＳ３の一部であり、この後の仕上げ作業によって形成される段差ＬＤｂの大きさを示している。図１１の例では、画像部分ＧＬｂは、段差ＬＤｂの大きさがほぼゼロになること、すなわち、帯状領域ＳＷ１２の表面と帯状領域ＳＷ２１の表面とがほぼ面一になることを示している。

　太実線Ｌ０は、設計面の位置を示し、破線Ｌ１は、仕上がり面の許容上限位置（例えば設計面＋３０ｍｍ）を示し、破線Ｌ２は、仕上がり面の許容下限位置（例えば設計面－３０ｍｍ）を示している。

　ショベル１００の操作者は、断面表示領域Ｇ１を見ることで、設計面と帯状領域ＳＷ１の表面との間の距離がＤＳ１であること、設計面と帯状領域ＳＷ０の推定表面との間の距離がＤＳ０であること、帯状領域ＳＷ１の表面と帯状領域ＳＷ０の推定表面との間にある段差ＬＤ１の大きさと、帯状領域ＳＷ０の推定表面と帯状領域ＳＷ１０の推定表面との間にある段差ＬＤ１０の大きさと、帯状領域ＳＷ１０の推定表面と帯状領域ＳＷ１１の推定表面との間にある段差ＬＤ１１の大きさと、帯状領域ＳＷ１１の推定表面と帯状領域ＳＷ１２の推定表面との間にある段差ＬＤ１２の大きさと、がほぼ同じであること、及び、帯状領域ＳＷ１２の推定表面と帯状領域ＳＷ２１の表面との間に形成される段差ＬＤｂの大きさがほぼゼロであることを容易に把握できる。

　なお、図１１の例では、ＤＳ０、ＤＳ１、ＤＳ１０～ＤＳ１２、ＨＴｂ、及びＴＨ３を表す破線矢印は、説明のためのものであり、実際には表示されない。但し、表示装置Ｄ１は、これらの破線矢印等の補助的な図形を表示してもよい。

　表面表示領域Ｇ２は、法面を構成する各帯状領域の表面の高さの違いを表示する領域であり、各帯状領域を上から見た状態を示している。本実施形態では、表面表示領域Ｇ２は、各帯状領域の表面の高さの違いを複数の色で表している。

　画像部分ＧＳ０は、今回の仕上げ作業によって仕上げられる未完成の帯状領域ＳＷ０の推定表面と設計面との差がＤＳ０になることを第１色（ドットパターン）で表している。

　画像部分ＧＳ１は、前回の仕上げ作業によって仕上げられた帯状領域ＳＷ１の表面と設計面との差がＤＳ１であることを第２色（粗いドットパターン）で表している。

　画像部分ＧＳ１０は、次回の仕上げ作業によって仕上げられる未完成の帯状領域ＳＷ１０の推定表面と設計面との差が、ＤＳ０より小さいＤＳ１０になることを第３色（粗い斜線パターン）で表している。

　画像部分ＧＳ１１は、次々回（２回後）の仕上げ作業によって仕上げられる未完成の帯状領域ＳＷ１１の推定表面と設計面との差が、ＤＳ１０より小さいＤＳ１１になることを第４色（細かい斜線パターン）で表している。

　画像部分ＧＳ１２は、３回後の仕上げ作業によって仕上げられる未完成の帯状領域ＳＷ１２の推定表面と設計面との差が、ＤＳ１１より小さいＤＳ１２になることを第５色（クロスパターン）で表している。

　画像部分ＧＳ２１～ＧＳ２３は、ショベル１００Ａによる仕上げ作業によって仕上げられた帯状領域ＳＷ２１～ＳＷ２３のそれぞれの表面と設計面との差が、帯状領域ＳＷ１２と同じＤＳ１２であることを第５色（クロスパターン）で表している。

　図１１の例では、ショベル１００による今回の仕上げ作業によって形成される帯状領域ＳＷ０に対応する画像部分ＧＳ０は、他の帯状領域に対応する画像部分との区別のため、太線枠ＦＲ２で囲まれ、且つ、図形ＧＢが付されている。図形ＧＢは、法面バケット６Ｓを表す図形であり、法面バケット６Ｓの現在位置を示している。ここでは、他の帯状領域に対応する画像部分は、例えば、ショベル１００による仕上げが完了している帯状領域ＳＷ１に対応する画像部分ＧＳ１、ショベル１００Ａによる仕上げが完了している帯状領域ＳＷ２１～ＳＷ２３に対応する画像部分ＧＳ２１～ＧＳ２３、及び、ショベル１００による仕上げ作業が開始されていない帯状領域ＳＷ１０～ＳＷ１２に対応する画像部分ＧＳ１０～ＧＳ１２を含む。

　また、ショベル１００による仕上げ作業が開始されていない帯状領域ＳＷ１０～ＳＷ１２に対応する画像部分ＧＳ１０～ＧＳ１２は、他の帯状領域との区別のため、点線枠ＦＲ３で囲まれている。ここでは、他の帯状領域に対応する画像部分は、例えば、ショベル１００による今回の仕上げ作業によって形成される帯状領域ＳＷ０に対応する画像部分ＧＳ０、ショベル１００による仕上げが完了している帯状領域ＳＷ１に対応する画像部分ＧＳ１、及び、ショベル１００Ａによる仕上げが完了している帯状領域ＳＷ２１～ＳＷ２３に対応する画像部分ＧＳ２１～ＧＳ２３を含む。

　ショベル１００の操作者は、表面表示領域Ｇ２を見ることで、今回の仕上げ作業を含む今後の４回の仕上げ作業で仕上げられる帯状領域ＳＷ０及びＳＷ１０～ＳＷ１２のそれぞれの推定表面の高さを容易に把握できる。そして、ショベル１００の操作者は、段差ＬＤ１、ＬＤ１０～ＬＤ１２及びＬＤｂのそれぞれの大きさが所定値ＴＨ３以下となること、すなわち、ショベル１００によって仕上げられた法面と、ショベル１００Ａによって仕上げられた法面とが滑らかに連結されることを確認できる。

　メッセージ表示領域Ｇ３は、コントローラ３０が生成するメッセージが表示される領域である。図１１の例では、メッセージ表示領域Ｇ３には、連結部ＬＫにおける段差ＬＤｂの大きさＨＴｂが所定値ＴＨ３より大きくなるおそれがあるとコントローラ３０が判定したときにコントローラ３０が生成するメッセージが表示されている。

　ショベル１００の操作者は、メッセージ表示領域Ｇ３に表示されたメッセージを見ることで、段差ＬＤｂの大きさＨＴｂが所定値ＴＨ３以下となるように、法面バケット６Ｓの高さが下方に自律的に調節されることを認識できる。具体的には、今後の４回の仕上げ作業で法面バケット６Ｓの高さが自律的且つ段階的に下方に調節されることを認識できる。但し、コントローラ３０は、法面バケット６Ｓの高さが自律的に調節されることを操作者に認識させることなく、法面バケット６Ｓの高さを自律的に調節してもよい。

　次に、図１２Ａ及び図１２Ｂを参照して、マシンコントロール機能に関する詳細な構成の一例について説明する。図１２Ａ及び図１２Ｂ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。

　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、軌跡取得部３００６と、施工面取得部３００７と、推定表面取得部３００８と、比較部３００９と、目標位置補正部３０１０と、動作指令生成部３０１１と、パイロット指令生成部３０１２と、姿勢角算出部３０１３を含む。これらの機能部は、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におけるアーム５の操作（つまり、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（アーム開き操作であるか、アーム閉じ操作であるかの別）と、操作量を取得（算出）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（設計面）に関するデータを取得する。

　目標軌道設定部３００３は、設計面に関するデータに基づき、アタッチメントの作業部位を設計面に沿って移動させるための作業部位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、設計面の前後方向への傾斜角度を設定してよい。

　現在位置算出部３００４は、アタッチメントの作業部位の位置（現在位置）を算出する。具体的には、後述する姿勢角算出部３０１３により算出されるブーム角度β_１、アーム角度β_２、及びバケット角度β_３に基づき、アタッチメントの作業部位の位置を算出してよい。

　目標位置算出部３００５は、左操作レバー２６Ｌにおけるアーム５の操作に関する操作内容（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、アタッチメントの作業部位の現在位置とに基づき、アタッチメントの作業部位の目標位置を算出する。当該目標位置は、アーム５が左操作レバー２６Ｌ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設計面（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、アタッチメントの作業部位の目標位置を算出してよい。

　軌跡取得部３００６は、例えば、内部メモリや所定の外部記憶装置等から過去のアタッチメントの作業部位の軌跡に関するデータを取得する。

　施工面取得部３００７は、軌跡取得部３００６が取得した過去のアタッチメントの作業部位の軌跡に基づき、前回（１回前）の仕上げ作業によって既に仕上げられた領域である帯状領域ＳＷ１（図６参照。）の表面に関するデータを取得する。

　推定表面取得部３００８は、現在位置算出部３００４が算出したアタッチメントの作業部位の位置（現在位置）に基づき、今回の仕上げ作業によって仕上げられる未完成の領域である帯状領域ＳＷ０（図６参照。）の推定表面に関するデータを取得する。

　比較部３００９は、帯状領域ＳＷ１の表面と帯状領域ＳＷ０の推定表面との間の段差ＬＤ１の大きさＨＴ１と所定値ＴＨ１とを比較する。例えば、比較部３００９は、図８に示すように、既に形成された帯状領域ＳＷ１の表面と設計面との差ＤＳ１、及び、未だ形成されていない帯状領域ＳＷ０の推定表面と設計面との差ＤＳ０に基づき、帯状領域ＳＷ０と帯状領域ＳＷ１との間の段差ＬＤ１の大きさＨＴ１を導き出す。そして、比較部３００９は、段差ＬＤ１の大きさＨＴ１と所定値ＴＨ１とを比較する。

　目標位置補正部３０１０は、段差ＬＤ１の大きさＨＴ１が所定値ＴＨ１より大きいと比較部３００９が判定した場合に、目標位置算出部３００５が算出したアタッチメントの作業部位の目標位置を補正する。例えば、目標位置補正部３０１０は、帯状領域ＳＷ１の表面が帯状領域ＳＷ０の推定表面より高い場合で、且つ、段差ＬＤ１の大きさＨＴ１が所定値ＴＨ１よりも値ＤＦだけ大きい場合、すなわち、ＨＴ１＝ＴＨ１＋ＤＦの場合、目標位置が設計面から少なくとも値ＤＦだけ高くなるように目標位置を補正する。段差ＬＤ１の大きさＨＴ１が所定値ＴＨ１以下となるようにするためである。なお、目標位置補正部３０１０は、帯状領域ＳＷ１の表面と帯状領域ＳＷ０の表面とが面一となるように、目標位置を補正してもよい。

　目標位置補正部３０１０は、段差ＬＤ１の大きさＨＴ１が所定値ＴＨ１以下であると比較部３００９が判定した場合には、目標位置算出部３００５が算出したアタッチメントの作業部位の目標位置をそのまま動作指令生成部３０１１に対して出力する。

　動作指令生成部３０１１は、アタッチメントの作業部位の目標位置に基づき、ブーム４の動作に関する指令値（以下、「ブーム指令値」）β_１ｒ、アーム５の動作に関する指令値（以下、「アーム指令値」）β_２ｒ、及びバケット６の動作に関する指令値（「バケット指令値」）β_３ｒを生成する。例えば、ブーム指令値β_１ｒ、アーム指令値β_２ｒ、及びバケット指令値β_３ｒは、それぞれ、アタッチメントの作業部位が目標位置を実現できたときのブーム角度、アーム角度、及びバケット角度である。動作指令生成部３０１１は、マスタ指令値生成部３０１１Ａと、スレーブ指令値生成部３０１１Ｂを含む。

　なお、ブーム指令値、アーム指令値、及びバケット指令値は、アタッチメントの作業部位が目標位置を実現するために必要なブーム４、アーム５、及びバケット６の角速度や角加速度であってもよい。

　マスタ指令値生成部３０１１Ａ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、左操作レバー２６Ｌの前後方向の操作入力に対応して動作する動作要素（以下、「マスタ要素」）の動作に関する指令値（以下、「マスタ指令値」）を生成する。本実施形態では、マスタ要素は、アーム５であり、マスタ指令値生成部３０１１Ａは、アーム指令値β_２ｒを生成し、後述するアームパイロット指令生成部３０１２Ｂに向けて出力する。具体的には、マスタ指令値生成部３０１１Ａは、左操作レバー２６Ｌの操作内容（操作方向及び操作量）に対応するアーム指令値β_２ｒを生成する。例えば、マスタ指令値生成部３０１１Ａは、左操作レバー２６Ｌの操作内容と、アーム指令値β_２ｒ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β_２ｒを生成し、出力してよい。

　なお、マスタ指令値生成部３０１１Ａにより出力されるアーム指令値β_２ｒが"０"である場合、アーム５は、コントローラ３０の制御に依らず、操作装置２６に対する操作者のアーム５に関する操作に従い動作する。また、マスタ指令値生成部３０１１Ａは、省略されてもよい。上述の如く、左操作レバー２６Ｌの前後操作の内容に対応するパイロット圧は、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のパイロットポートに作用するからである。

　スレーブ指令値生成部３０１１Ｂ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（アーム５）の動作に合わせて（同期して）、アタッチメントの作業部位が設計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」）を生成する。本実施形態では、スレーブ要素は、ブーム４及びバケット６であり、スレーブ指令値生成部３０１１Ｂは、ブーム指令値β_１ｒ及びバケット指令値β_３ｒを生成し、それぞれ、後述するブームパイロット指令生成部３０１２Ａ及びバケットパイロット指令生成部３０１２Ｃに向けて出力する。具体的には、スレーブ指令値生成部３０１１Ｂは、アーム指令値β_２ｒに対応するアーム５の動作に合わせて（同期して）、ブーム４及びバケット６の少なくとも一方が動作し、アタッチメントの作業部位が目標位置を実現できるように（つまり、設計面に沿って移動するように）、ブーム指令値β_１ｒ及びバケット指令値β_３ｒを生成する。これにより、コントローラ３０は、左操作レバー２６Ｌにおけるアーム５に関する操作に対応するアーム５の動作に合わせて（つまり、同期させて）、アタッチメントＡＴのブーム４及びバケット６を動作させることで、アタッチメントの作業部位を設計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、左操作レバー２６Ｌに対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の先端部が設計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。

　パイロット指令生成部３０１２は、ブーム指令値β_１ｒ、アーム指令値β_２ｒ、及びバケット指令値β_３ｒに対応するブーム角度、アーム角度、及びバケット角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３０１２は、ブームパイロット指令生成部３０１２Ａと、アームパイロット指令生成部３０１２Ｂと、バケットパイロット指令生成部３０１２Ｃを含む。

　ブームパイロット指令生成部３０１２Ａは、ブーム指令値β_１ｒと、後述するブーム角度算出部３０１３Ａによる現在のブーム角度の算出値（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３０１２Ａ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β_１ｒに対応するブーム角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３０１２Ｂは、アーム指令値β_２ｒと、後述するアーム角度算出部３０１３Ｂによる現在のアーム角度の算出値（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３０１２Ｂ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β_２ｒに対応するアーム角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３０１２Ｃは、バケット指令値β_３ｒと、後述するバケット角度算出部３０１３Ｃによる現在のバケット角度の算出値（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３０１２Ｃ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β_３ｒに対応するバケット角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３０１３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β_１、アーム角度β_２、及びバケット角度β_３を算出（測定）する。姿勢角算出部３０１３は、ブーム角度算出部３０１３Ａと、アーム角度算出部３０１３Ｂと、バケット角度算出部３０１３Ｃを含む。

　ブーム角度算出部３０１３Ａ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β_１を算出（測定）する。アーム角度算出部３０１３Ｂ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β_２を算出（測定）する。バケット角度算出部３０１３Ｃ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β_３を算出（測定）する。

　次に、図１３を参照して、マシンコントロール機能に関する詳細な構成の他の例について説明する。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。本例において、図１２Ｂに相当する構成は上述の一例と同じであるため、図１２Ｂを援用する。以下、上述の一例（図１２Ａ）と異なる部分を中心に説明する。

　本例では、ショベル１００は、通信装置Ｔ１を含み、コントローラ３０は、通信装置Ｔ１により所定の外部装置から受信される信号に応じて、自律運転機能を実現する。

　通信装置Ｔ１は、ショベル１００とショベル１００の外部との間の通信を制御する。通信装置Ｔ１は、例えば、所定の外部装置からショベル１００の自律運転機能の開始を表す指令（以下、「開始指令」）を受信する。

　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、作業開始判定部３００１Ａと、動作内容判定部３００１Ｂと、動作条件設定部３００１Ｃと、動作開始判定部３００１Ｄ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、軌跡取得部３００６と、施工面取得部３００７と、推定表面取得部３００８と、比較部３００９と、目標位置補正部３０１０と、動作指令生成部３０１１と、パイロット指令生成部３０１２と、姿勢角算出部３０１３とを含む。

　作業開始判定部３００１Ａは、ショベル１００の所定の作業の開始を判定する。所定の作業は、例えば、掘削作業等である。作業開始判定部３００１Ａは、例えば、通信装置Ｔ１を通じて外部装置から開始指令が入力される場合に、開始指令で指定される作業の開始を判定する。また、作業開始判定部３００１Ａは、通信装置Ｔ１を通じて外部装置から開始指令が入力された場合、周辺監視機能によってショベル１００の周囲の監視範囲内に監視対象の物体が存在しないと判断されるときに、開始指令で指定される作業の開始を判定してもよい。

　動作内容判定部３００１Ｂは、作業開始判定部３００１Ａにより作業の開始が判定された場合に、現在の動作内容を判定する。動作内容判定部３００１Ｂは、例えば、アタッチメントの作業部位の現在位置に基づき、ショベル１００が所定の作業を構成する複数の動作に対応する動作を行っているか否かを判定する。例えば、所定の作業を構成する複数の動作には、所定の作業が掘削作業である場合の掘削動作、ブーム上げ旋回動作、排土動作、及びブーム下げ旋回動作等が含まれる。

　動作条件設定部３００１Ｃは、自律運転機能による所定の作業の実施に関する動作条件を設定する。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てよい。

　動作開始判定部３００１Ｄは、作業開始判定部３００１Ａにより開始の判定がされた所定の作業を構成する所定の動作の開始を判定する。動作開始判定部３００１Ｄは、例えば、動作内容判定部３００１Ｂによって、ブーム下げ旋回動作が終了し、且つ、アタッチメントの作業部位（バケット６の爪先）が掘削開始位置に達していると判定される場合、掘削動作を開始させることができると判定してよい。そして、動作開始判定部３００１Ｄは、掘削動作を開始させることが可能と判定すると、所定の作業の段取りに応じて生成される自律運転機能に対応する動作要素（アクチュエータ）の操作指令を目標位置算出部３００５に入力させる。これにより、目標位置算出部３００５は、自律運転機能に対応する操作指令に応じて、アタッチメントの作業部位の目標位置を算出することができる。

　このように、本例では、コントローラ３０は、自律運転機能に基づき、ショベル１００に所定の動作（例えば、掘削動作）を実行させることができる。

　次に、図１４を参照し、電気式操作レバーを含む電気式操作システムについて説明する。電気式操作レバーを含む電気式操作システムが採用された場合、コントローラ３０は、上述のような油圧式操作レバーを含む油圧式操作システムが採用される場合に比べ、自律制御機能を容易に実行できる。図１４は、電気式操作システムの構成例を示す。具体的には、図１４の電気式操作システムは、ブーム操作システムの一例であり、主に、パイロット圧作動型のコントロールバルブユニット１７と、電気式操作レバーとしてのブーム操作レバー２６Ａと、コントローラ３０と、ブーム上げ操作用の電磁弁６５と、ブーム下げ操作用の電磁弁６６とで構成されている。図１４の電気式操作システムは、アーム操作システム及びバケット操作システム等にも同様に適用され得る。

　パイロット圧作動型のコントロールバルブユニット１７は、ブームシリンダ７に関する制御弁１７５（図４Ｂ参照。）、アームシリンダ８に関する制御弁１７６（図４Ａ参照。）、及び、バケットシリンダ９に関する制御弁１７４（図４Ｃ参照。）等を含む。電磁弁６５は、パイロットポンプ１５と制御弁１７５の上げ側パイロットポートとを繋ぐ管路の流路面積を調節できるように構成されている。電磁弁６６は、パイロットポンプ１５と制御弁１７５の下げ側パイロットポートとを繋ぐ管路の流路面積を調節できるように構成されている。

　手動操作が行われる場合、コントローラ３０は、ブーム操作レバー２６Ａの操作信号生成部が出力する操作信号（電気信号）に応じてブーム上げ操作信号（電気信号）又はブーム下げ操作信号（電気信号）を生成する。ブーム操作レバー２６Ａの操作信号生成部が出力する操作信号は、ブーム操作レバー２６Ａの操作量及び操作方向に応じて変化する電気信号である。

　具体的には、コントローラ３０は、ブーム操作レバー２６Ａがブーム上げ方向に操作された場合、レバー操作量に応じたブーム上げ操作信号（電気信号）を電磁弁６５に対して出力する。電磁弁６５は、ブーム上げ操作信号（電気信号）に応じて流路面積を調節し、制御弁１７５の上げ側パイロットポートに作用する、ブーム上げ操作信号（圧力信号）としてのパイロット圧を制御する。同様に、コントローラ３０は、ブーム操作レバー２６Ａがブーム下げ方向に操作された場合、レバー操作量に応じたブーム下げ操作信号（電気信号）を電磁弁６６に対して出力する。電磁弁６６は、ブーム下げ操作信号（電気信号）に応じて流路面積を調節し、制御弁１７５の下げ側パイロットポートに作用する、ブーム下げ操作信号（圧力信号）としてのパイロット圧を制御する。

　自律制御を実行する場合、コントローラ３０は、例えば、ブーム操作レバー２６Ａの操作信号生成部が出力する操作信号（電気信号）に応じる代わりに、補正操作信号（電気信号）に応じてブーム上げ操作信号（電気信号）又はブーム下げ操作信号（電気信号）を生成する。補正操作信号は、コントローラ３０が生成する電気信号であってもよく、コントローラ３０以外の外部の制御装置等が生成する電気信号であってもよい。

　次に、図１５を参照して、施工システムＳＹＳについて説明する。図１５は、施工システムＳＹＳの一例を示す概略図である。図１５に示すように、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操作者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の操作者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を利用する操作者又は管理装置３００を利用する管理者は、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（例えば、ショベル１００の周囲の様子を表す画像情報又は各種の設定画面等）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（例えば空間認識装置７０としてのカメラ）が撮像した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、スイッチＮＳが押されたときの時刻及び場所、ショベル１００を自律的に動作させる際に利用された目標軌道、並びに、自律動作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、自律動作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、自律動作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、自律動作中のショベル１００に関する情報を入手することができる。

　このように、施工システムＳＹＳは、ショベル１００の操作者がショベル１００に関する情報を管理者及び他のショベルの操作者等と共有できるようにする。

　なお、図１５に示すように、ショベル１００に搭載されている通信装置は、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１５に示す例では、ショベル１００に搭載されている通信装置と通信装置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３０Ｒ、音出力装置Ａ２、室内撮像装置Ｃ２、表示装置ＲＤ、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ＤＥが設置されている。

　遠隔コントローラ３０Ｒ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３０Ｒ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３０Ｒ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ＤＥ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ＤＥは、通常のショベルのキャビン１０内に設置されている運転席と同様の構造を有する。具体的には、運転席ＤＥの左側には左コンソールボックスが配置され、運転席ＤＥ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ＤＥ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、及び走行ペダルのそれぞれは、操作装置２６Ｅ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２６Ｅには、操作装置２６Ｅ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２６Ｅの操作内容に関する情報を遠隔コントローラ３０Ｒに対して出力する。遠隔コントローラ３０Ｒ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３０Ｒ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ＲＤ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ＲＤ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ＲＤ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。また、表示装置ＲＤは、ショベル１００の前方、左方、右方、及び後方の空間の様子を表示できるように構成されていてもよい。

　表示装置ＲＤ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ＲＤ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３０Ｒ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３０Ｒ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ＲＤ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ＲＤ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１６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１６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。図１６に示す例では、通信装置ＣＤ及び制御装置ＣＴＲは、ショベル１００の外部に設置されている。そして、制御装置ＣＴＲは、ショベル１００による法面の仕上げ作業が行われる際に、隣り合う２つの仕上がり面の間に形成される段差が所定値以下となるようにショベル１００の操作者を支援するように構成されている。例えば、制御装置ＣＴＲは、段差が所定値以下となるように油圧シリンダを自律的に伸縮させるように構成されていてもよい。

　或いは、制御装置ＣＴＲは、設計面に基づいて設定される目標軌道に沿ってアタッチメントの所定部位を動かし、段差が所定値を上回る場合、目標軌道の高さを調節するように構成されていてもよい。或いは、制御装置ＣＴＲは、段差に関する情報を表示するように構成されていてもよい。或いは、制御装置ＣＴＲは、段差が所定値を上回る場合、警報を出力するように構成されていてもよい。

　或いは、制御装置ＣＴＲは、仕上げが完了していない法面部分を挟んで両側に配置されている仕上げが完了した２つの法面部分の間の距離が所定値を下回った場合に、一方の法面部分における仕上がり面の高さと、他方の法面部分における仕上がり面の高さとの間の差を算出するように構成されていてもよい。

　或いは、制御装置ＣＴＲは、隣り合う２つの仕上がり面の間に形成される段差の大きさを算出できるように構成されていてもよい。この場合、制御装置ＣＴＲは、その段差が所定値以下となるようにアタッチメントを制御するように構成されていてもよい。

　上述のように、本願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た上部旋回体３と、上部旋回体３に取り付けられたアタッチメントと、アタッチメントを動かすアタッチメントアクチュエータと、を備えている。そして、ショベル１００は、隣り合う２つの仕上がり面の間に形成される段差が所定値以下となるように操作者を支援するように構成されている。

　具体的には、ショベル１００は、例えば図８に示すように、隣り合う２つの仕上がり面である帯状領域ＳＷ１の表面と帯状領域ＳＷ０の表面との間に形成される段差ＬＤ１の大きさＨＴ１が所定値ＴＨ１以下となるように掘削アタッチメントＡＴを自律的に動作させることで、操作者を支援するように構成されている。

　この構成により、ショベル１００は、隣り合う２つの帯状領域の間における段差を抑制できる。そのため、ショベル１００は、連続的な仕上がり面を実現できる。また、ショベル１００は、比較的大きな段差を解消するための余計な作業が必要になる頻度を低減させることができ、作業効率を高めることができる。

　法面における段差は、設計上の許容誤差の範囲内であっても、例えばコンクリートブロックを法面に設置したときにコンクリートブロックが浮いてしまう等、問題を生じさせるおそれがある。しかしながら、ショベル１００は、段差の大きさを小さくできるため、段差に関する問題が生じてしまうのを抑制或いは防止できる。

　また、手動操作による仕上げ作業を行った結果、隣り合う２つの帯状領域の間に比較的大きな段差が生じたことに気付いたとしても、操作者は、その段差が設計上の許容誤差の範囲内であれば、仕上げ作業をやり直すことなく、その段差をそのまま放置してしまう場合がある。この場合、上述のような問題が最終的に生じてしまうおそれがある。これに対し、ショベル１００は、段差が所定値ＴＨ１を上回らないように、掘削アタッチメントＡＴの目標軌道を自律的に変更するため、上述のような問題が最終的に生じてしまうのを確実に防止できる。

　ショベル１００は、望ましくは、アタッチメントを地面に接触させるごとに段差の大きさを算出するように構成されている。この構成により、ショベル１００は、隣り合う２つの帯状領域の間における段差が比較的大きくなってしまうのを継続的に抑制できる。

　ショベル１００は、望ましくは、設計面に基づいて設定される目標軌道に沿ってアタッチメントの所定部位を動かし、隣り合う２つの帯状領域の間における段差が所定値を上回る場合、目標軌道の高さを調節するように構成されている。この構成により、ショベル１００は、操作者に特別な操作を強いることなく、隣り合う２つの帯状領域の間における段差を抑制できる。

　ショベル１００は、隣り合う２つの仕上がり面の間に形成される段差が所定値以下となるように操作者を支援する処理の一例として、隣り合う２つの帯状領域の間における段差に関する情報を表示するように構成されていてもよい。例えば、ショベル１００は、仕上げ作業が行われているときに、図８に示すような第１支援画面、又は、図１１に示すような第２支援画面を表示装置Ｄ１の表示部に表示するように構成されていてもよい。この構成により、ショベル１００は、自律制御によって実現される法面の状態を事前に操作者に認識させることができる。

　ショベル１００は、仕上げが完了していない法面部分を挟んで両側に配置されている仕上げが完了した２つの法面部分の間の距離が所定値を下回った場合に、一方の法面部分における仕上がり面の高さと、他方の法面部分における仕上がり面の高さとの間の差を算出するように構成されていてもよい。例えば、ショベル１００は、図９に示すように、仕上げが完了していない法面部分ＳＮ１を挟んで両側に配置されている仕上げが完了した法面部分ＳＦ１と法面部分ＳＦ２との間の距離ＤＴが所定距離ＴＨ２を下回った場合、法面部分ＳＦ１における帯状領域ＳＷ１の高さと法面部分ＳＦ２における帯状領域ＳＷ２１の高さとの間の差である、連結部ＬＫで形成され得る段差ＬＤｂの大きさＨＴｂを算出するように構成されていてもよい。法面部分ＳＦ１と法面部分ＳＦ２とが将来的に連結されたときに連結部ＬＫで形成され得る段差ＬＤｂを小さくするための機能を効果的に実行するためである。

　ショベル１００は、連続する３つ以上の仕上がり面が段階的に高くなるように或いは段階的に低くなるように、アクチュエータを自律的に動作させてもよい。例えば、ショベル１００は、図１１に示すように、帯状領域ＳＷ１、ＳＷ０、ＳＷ１０、ＳＷ１１、及びＳＷ１２のそれぞれの表面と設計面との差が、ＤＳ１、ＤＳ０、ＤＳ１０、ＤＳ１１、及びＤＳ１２の順に段階的に小さくなるように、アクチュエータを自律的に動作させてもよい。段差ＬＤ１、ＬＤ１０、ＬＤ１１、ＬＤ１２、及びＬＤｂのうちの１つが突出して大きくなってしまうのを防止するためである。

　隣り合う２つの仕上がり面のうちの少なくとも１つは未完成であってもよい。例えば、ショベル１００は、隣り合う２つの仕上がり面の双方が未完成である時点で、それら隣り合う２つの仕上がり面の間における段差の大きさを推定し、その推定した大きさに応じて目標軌道の高さを調節するように構成されていてもよい。この構成により、ショベル１００は、自律制御によって実現される法面の状態を柔軟に決定できる。

　隣り合う２つの仕上がり面は、例えば、法面の一部であってもよく、舗装体が敷設される基盤の表面の一部であってもよい。この構成により、ショベル１００は、法面又は基盤を構成する複数の帯状領域のそれぞれの間における段差を抑制できる。

　ショベル１００は、隣り合う２つの帯状領域の間における段差が所定値を上回る場合、警報を出力してもよい。この構成により、ショベル１００は、その段差を抑制するために目標軌道が調節されることを操作者に知らせることができる。この場合、操作者は、所定の操作を行うことで、目標軌道が調節されるのを禁止してもよい。

　ショベル１００は、隣り合う２つの仕上がり面の間に形成される段差が所定値以下となるように、アタッチメントアクチュエータの一例である油圧シリンダを自律的に伸縮させてもよい。油圧シリンダは、例えば、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を含む。この構成により、ショベル１００は、簡易且つ容易に段差の大きさを低減させることができる。

　ショベル１００は、アタッチメントの所定部位と目標軌道との間の距離の大きさに応じた音を出力するように構成されていてもよい。例えば、ショベル１００は、マシンガイダンス機能を利用し、法面バケット６Ｓの背面と目標軌道との間の距離（鉛直距離又は最短距離）の大きさに応じた断続音を音声出力装置Ｄ２から出力させてもよい。法面バケット６Ｓの背面と目標軌道との間の距離の大きさをショベル１００の操作者に聴覚的に認識させるためである。具体的には、ショベル１００は、距離が小さくなるほど断続音の出力間隔を短くすることで、法面バケット６Ｓの背面が目標軌道に近づいていることを操作者に知らせるようにしてもよい。

　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、種々の変形又は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、仕上げ作業は、設計面に沿って法尻ＦＳから法肩ＴＳへ法面バケット６Ｓを移動させる作業とされているが、設計面に沿って法肩ＴＳから法尻ＦＳへ法面バケット６Ｓを移動させる作業であってもよい。

　本願は、２０１９年３月２９日に出願した日本国特許出願２０１９－０６６６８１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　１Ｃ・・・クローラ　１ＣＬ・・・左クローラ　１ＣＲ・・・右クローラ　２・・・旋回機構　２Ａ・・・旋回油圧モータ　２Ｍ・・・走行油圧モータ　２ＭＬ・・・左走行油圧モータ　２ＭＲ・・・右走行油圧モータ　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　１４・・・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ユニット　１８・・・絞り　１９・・・制御圧センサ　２６・・・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・・・吐出圧センサ　２９、２９ＤＬ、２９ＤＲ、２９ＬＡ、２９ＬＢ、２９ＲＡ、２９ＲＢ・・・操作圧センサ　３０・・・コントローラ　３０Ａ・・・位置算出部　３０Ｂ・・・軌道取得部　３０Ｃ・・・自律制御部　３１、３１ＡＬ～３１ＤＬ、３１ＡＲ～３１ＤＲ・・・比例弁　３２、３２ＡＬ～３２ＤＬ、３２ＡＲ～３２ＤＲ・・・シャトル弁　３３、３３ＡＬ～３３ＤＬ、３３ＡＲ～３３ＤＲ・・・比例弁　４０・・・センターバイパス管路　４２・・・パラレル管路　７０・・・空間認識装置　７０Ｆ・・・前方センサ　７０Ｂ・・・後方センサ　７０Ｌ・・・左方センサ　７０Ｒ・・・右方センサ　７１・・・向き検出装置　７２・・・情報入力装置　７３・・・測位装置　１００、１００Ａ・・・ショベル　１７１～１７６・・・制御弁　ＡＴ・・・掘削アタッチメント　Ｄ１・・・表示装置　Ｄ２・・・音声出力装置　ＦＳ・・・法尻　Ｇ１・・・断面表示領域　Ｇ２・・・表面表示領域　Ｇ３・・・メッセージ表示領域　ＧＢ・・・図形　ＧＬ１～ＧＬ６、ＧＬ１０～ＧＬ１２、ＧＳ０～ＧＳ６、ＧＳ１０～ＧＳ１２、ＧＳ２１～ＧＳ２３・・・画像部分　ＬＤ・・・段差　ＬＫ・・・連結部　ＮＳ・・・スイッチ　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　ＳＷ・・・帯状領域　ＴＳ・・・法肩

Claims (12)

1. 　下部走行体と、
   　前記下部走行体に旋回可能に搭載された上部旋回体と、
   　前記上部旋回体に取り付けられたアタッチメントと、
   　前記アタッチメントを動かすアタッチメントアクチュエータと、を備え、
   　隣り合う２つの仕上がり面の間に形成される段差が所定値以下となるように操作者を支援する、
   　ショベル。
2. 　設計面に基づいて設定される目標軌道に沿って前記アタッチメントの所定部位を動かし、前記段差が所定値を上回る場合、前記目標軌道の高さを調節する、
   　請求項１に記載のショベル。
3. 　前記段差に関する情報を表示する、
   　請求項１に記載のショベル。
4. 　仕上げが完了していない法面部分を挟んで両側に配置されている仕上げが完了した２つの法面部分の間の距離が所定値を下回った場合に、一方の法面部分における仕上がり面の高さと、他方の法面部分における仕上がり面の高さとの間の差を算出する、
   　請求項１に記載のショベル。
5. 　連続する３つ以上の仕上がり面は、段階的に高くなるように、或いは、段階的に低くなるように形成される、
   　請求項１に記載のショベル。
6. 　前記隣り合う２つの仕上がり面のうちの少なくとも１つは未完成である、
   　請求項１に記載のショベル。
7. 　前記隣り合う２つの仕上がり面は、法面の一部、又は、舗装体が敷設される基盤の表面の一部である、
   　請求項１に記載のショベル。
8. 　前記段差が所定値を上回る場合、警報を出力する、
   　請求項１に記載のショベル。
9. 　前記アタッチメントアクチュエータは油圧シリンダを含み、
   　前記段差が所定値以下となるように前記油圧シリンダを自律的に伸縮させる、
   　請求項１に記載のショベル。
10. 　下部走行体と、
    　前記下部走行体に旋回可能に搭載された上部旋回体と、
    　前記上部旋回体に取り付けられたアタッチメントと、
    　前記アタッチメントを動かすアタッチメントアクチュエータと、を備え、
    　隣り合う２つの仕上がり面の間に形成される段差の大きさを算出する、
    　ショベル。
11. 　前記段差が所定値以下となるように前記アタッチメントを制御する、
    　請求項１に記載のショベル。
12. 　前記所定値は、許容誤差よりも小さい、
    　請求項１に記載のショベル。

Images