WO2021186517A1 - 作業機械 - Google Patents

Abstract

作業機械は、機体と、機体に取り付けられる作業装置と、作業機械を制御する制御装置と、を備える。制御装置は、操縦モードの変更指令が検出されると、作業機械が静止状態である条件を含むモード変更条件が成立しているか否かを判定し、モード変更条件が成立している場合に、作業機械の操縦モードの変更を行う。

Description

作業機械

　本発明は、作業機械に関する。

　特許文献１には、所定の操作が行われたと判定されたことを条件として車体の自動運転を実行するための制御を開始する制御装置を備えた作業機械が開示されている。特許文献１に記載の制御装置は、自動運転に移行した後に操作装置が操作されると、自動運転を停止させて自動運転から手動運転へ移行させる。

特開２０１６－８９５５９号公報

　特許文献１に記載の技術では、自動運転と手動運転の切り替えを円滑に行うことができるがゆえに、作業機械の周囲で作業を行う作業者にとっては、自動運転と手動運転の切り替わりを把握することが難しいという問題がある。

　本発明は、作業機械の周囲で作業を行う作業者に対し、作業機械の操縦モードの変更を容易に把握させることを目的とする。

　本発明の一態様による作業機械は、機体と、前記機体に取り付けられる作業装置と、作業機械を制御する制御装置と、を備える。前記制御装置は、操縦モードの変更指令が検出されると、前記作業機械が静止状態である条件を含むモード変更条件が成立しているか否かを判定し、前記モード変更条件が成立している場合に、前記作業機械の操縦モードの変更を行う。

　本発明によれば、作業機械の周囲で作業を行う作業者に対し、作業機械の操縦モードの変更を容易に把握させることができる。

油圧ショベルの構成図。 油圧ショベルの油圧システムを制御装置と共に示す図。 図２中の電磁弁ユニットの詳細図であり、油圧シリンダの制御に用いられる電磁比例弁について示す。 図２中の電磁弁ユニットの詳細図であり、油圧モータの制御に用いられる電磁比例弁について示す。 油圧ショベルにおける座標系を示す図。 油圧ショベルの制御システムのハードウェア構成図。 第１実施形態に係る制御システムの機能ブロック図。 第１実施形態に係る制御装置により実行される操縦モード変更検出処理の一例について示すフローチャート。 第１実施形態に係る制御装置により実行される操縦モード変更判定処理の一例について示すフローチャート。 第１実施形態に係る制御装置により実行される静止状態判定処理の一例について示すフローチャート。 第１実施形態に係る制御装置により実行される操縦モード変更実行処理の一例について示すフローチャート。 第１実施形態に係る制御装置により実行される操縦モード記憶処理の一例について示すフローチャート。 第１実施形態の変形例１に係る制御システムの機能ブロック図。 第１実施形態の変形例１に係る制御装置により実行される操縦モード変更検出処理の一例について示すフローチャート。 第１実施形態の変形例２に係る制御システムの機能ブロック図。 第１実施形態の変形例２に係る制御装置により実行される操縦モード変更検出処理の一例について示すフローチャート。 第１実施形態の変形例２に係る制御装置により実行される操作状態判定処理の一例について示すフローチャート。 第２実施形態に係る制御システムの機能ブロック図。 第２実施形態に係る制御装置により実行される操縦モード変更判定処理の一例について示すフローチャート。 第２実施形態に係る制御装置により実行される負荷状態判定処理の一例について示すフローチャート。 第３実施形態に係る制御システムの機能ブロック図。 タッチパネルの表示画面に表示される確認操作画面の一例について示す図。 第３実施形態に係る制御装置により実行される操縦モード変更実行処理の一例について示すフローチャート。 第４実施形態に係る制御システムの機能ブロック図。 変形例２－１に係る制御システムの機能ブロック図。 変形例２－１に係る制御装置により実行される静止状態判定処理の一例について示すフローチャート。 変形例２－２に係る制御システムの機能ブロック図。 変形例２－２に係る制御装置により実行される静止状態判定処理の一例について示すフローチャート。

　図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。なお、以下では、作業装置１Ａの先端の作業具（アタッチメント）としてバケット１０を備えるクローラ式の油圧ショベルを作業機械の一例として説明するが、本発明は、クローラ式の油圧ショベル以外の作業機械への適用も可能である。

　本稿の以下の説明では、同一の構成要素が複数存在する場合、符号（数字）の末尾にアルファベットを付すことがあるが、当該アルファベットを省略して当該複数の構成要素をまとめて表記することがある。例えば、２つの走行油圧モータ３ａ，３ｂを総称して、走行油圧モータ３と記すことがある。

　＜第１実施形態＞ 
　図１は油圧ショベル１の構成図であり、図２は油圧ショベル１の油圧システム１４０を制御装置１７０と共に示す図である。図３及び図４は図２中の電磁弁ユニット１６０の詳細図であり、図３は油圧シリンダ（５～７）の制御に用いられる電磁比例弁５４～５６について示し、図４は油圧モータ（４，３ａ，３ｂ）の制御に用いられる電磁比例弁５７～５９について示す。

　図１に示すように、油圧ショベル１は、機体（車体）１Ｂと、機体１Ｂに取り付けられる作業装置１Ａと、を備える。機体１Ｂは、左右の走行油圧モータ３（３ａ，３ｂ）により走行する下部走行体１１と、下部走行体１１上に取り付けられ、旋回油圧モータ４により旋回する上部旋回体１２と、を備える。上部旋回体１２は、旋回油圧モータ４によって、下部走行体１１に対して回転駆動される被駆動部材である。また、下部走行体１１は、走行油圧モータ３ａ，３ｂによって走行駆動される被駆動部材である。より具体的には、下部走行体１１の右側のクローラベルト１９が右側の走行油圧モータ３ａによって駆動される被駆動部材であり、下部走行体１１の左側のクローラベルト１９が左側の走行油圧モータ３ｂによって駆動される被駆動部材である。

　作業装置１Ａは、直列的に連結される複数の被駆動部材（ブーム８、アーム９及びバケット１０）と、被駆動部材（ブーム８、アーム９及びバケット１０）を駆動するアクチュエータ（ブームシリンダ５、アームシリンダ６及びバケットシリンダ７）と、を備えた多関節型の作業装置である。ブーム８は、その基端部が上部旋回体１２の前部においてブームピン９１（図５参照）によって回動可能に連結される。アーム９は、その基端部がブーム８の先端部においてアームピン９２（図５参照）によって回動可能に連結される。バケット１０は、アーム９の先端部においてバケットピン９３（図５参照）によって回動可能に連結される。ブームピン９１、アームピン９２及びバケットピン９３は、互いに平行に配置され、被駆動部材（ブーム８、アーム９及びバケット１０）はそれぞれ同一面内で相対回転可能とされている。

　ブーム８はブームシリンダ５によって駆動され、アーム９はアームシリンダ６によって駆動され、バケット１０はバケットシリンダ７によって駆動される。なお、バケットシリンダ７は、一端がアーム９に連結され、他端がバケットリンク１３を介して、バケット１０に連結される。

　ブームピン９１には上部旋回体１２に対するブーム８の回動角度（以下、ブーム角度と記す）α（図５参照）を測定するためのブーム角度センサ３０が取り付けられる。アームピン９２には、ブーム８に対するアーム９の回動角度（以下、アーム角度と記す）β（図５参照）を測定するためのアーム角度センサ３１が取り付けられる。バケットリンク１３には、アーム９に対するバケット１０の回動角度（以下、バケット角度と記す）γ（図５参照）を測定するためのバケット角度センサ３２が取り付けられる。上部旋回体１２には基準面（例えば水平面）に対する上部旋回体１２（機体１Ｂ）の傾斜角度φ（図５参照）を測定するための車体傾斜角度センサ３３が取り付けられる。なお、角度センサ３０，３１，３２はそれぞれ基準面（例えば水平面）に対する角度センサ（対地角センサ）に代替可能である。

　機体１Ｂには、旋回中心軸に直交する平面内における上部旋回体１２と下部走行体１１の相対角度である旋回角θ（図５参照）を測定するための旋回角度センサ３４が取り付けられる。

　上部旋回体１２に設けられた運転室１７内には、走行右レバー２３ａ（図１）を有し油圧ショベル１の右側の走行油圧モータ３ａ（下部走行体１１）を操作するための操作装置４７ａ（図２）と、走行左レバー２３ｂ（図１）を有し油圧ショベル１の左側の走行油圧モータ３ｂ（下部走行体１１）を操作するための操作装置４７ｂ（図２）と、操作右レバー２２ａ（図１）を共有しブームシリンダ５（ブーム８）を操作するための操作装置４５ａ（図２）と、操作右レバー２２ａ（図１）を共有しバケットシリンダ７（バケット１０）を操作するための操作装置４６ａ（図２）と、操作左レバー２２ｂ（図１）を共有しアームシリンダ６（アーム９）を操作するための操作装置４５ｂ（図２）と、操作左レバー２２ｂ（図１）を共有し旋回油圧モータ４（上部旋回体１２）を操作するための操作装置４６ｂ（図２）と、が設けられる。以下では、走行右レバー２３ａ及び走行左レバー２３ｂを総称して操作レバー２３と記し、操作右レバー２２ａ及び操作左レバー２２ｂを総称して操作レバー２２と記す。また、操作装置４５ａ及び操作装置４５ｂを総称して操作装置４５と記し、操作装置４６ａ及び操作装置４６ｂを総称して操作装置４６と記し、操作装置４７ａ及び操作装置４７ｂを総称して操作装置４７と記す。

　上部旋回体１２には、原動機であるエンジン１８が搭載される。エンジン１８は、メインポンプ２ａ，２ｂ及びパイロットポンプ４８（図２参照）を駆動する。図２に示すように、メインポンプ２ａ，２ｂは、レギュレータ２ａａ，２ｂａによって１回転あたりの吐出容量（押しのけ容積）が可変制御される可変容量型の油圧ポンプである。パイロットポンプ４８は、固定容量型の油圧ポンプである。メインポンプ２ａ，２ｂ及びパイロットポンプ４８は、タンク３８に貯留されている作動流体である作動油を吸い込み、吐出する。レギュレータ２ａａ，２ｂａの詳細構成は省略するが、制御装置１７０から所定の制御信号がレギュレータ２ａａ，２ｂａに入力されることにより、メインポンプ２ａ，２ｂの吐出流量が当該制御信号に基づいて制御される。

　パイロットポンプ４８の吐出配管であるポンプライン４９ａは、電磁弁ユニット１６０内の各電磁比例弁５４～５９（図３、図４参照）に接続されている。ポンプライン４９ａにおけるパイロットポンプ４８と電磁弁ユニット１６０との間には、ロック弁３９が設けられている。ロック弁３９は、電磁切換弁であり、運転室１７に配置されたゲートロックレバー装置１４（図１参照）によって切り換えられる。

　ゲートロックレバー装置１４は、運転室１７の出入りを許可するとともにアクチュエータ（３～７）の動作を禁止するロック位置（上げ位置）と、運転室１７の出入りを禁止するとともにアクチュエータ（３～７）の動作を許可するロック解除位置（下げ位置）とに選択的に操作されるレバーと、そのレバーのポジションを検出する位置検出器と、を有する。

　ゲートロックレバー装置１４のレバーがロック解除位置に操作されると、図示しないリレーが閉状態（オン状態）とされ、バッテリ（不図示）からロック弁３９に電力が供給される。ロック弁３９に電力が供給されると、ロック弁３９の電磁駆動部（ソレノイド）が励磁されてロック弁３９が連通位置に切り換えられる。このため、ゲートロックレバー装置１４のレバーがロック解除位置にある状態では、操作レバー２２，２３の操作量に応じた指令パイロット圧が電磁比例弁５４～５９によって生成され、操作された操作レバー２２，２３の操作方向に対応するアクチュエータ（３～７）が動作する。

　ゲートロックレバー装置１４のレバーがロック位置に操作されると、図示しないリレーが開状態（オフ状態）とされ、バッテリからロック弁３９への電力の供給が遮断される。ロック弁３９への電力の供給が遮断されると、ロック弁３９の電磁駆動部（ソレノイド）が消磁されてロック弁３９が遮断位置に切り換えられる。これにより、電磁比例弁５４～５９へのパイロット元圧が遮断され、操作レバー２２，２３による操作が無効化される。

　このように、ゲートロックレバー装置１４のポジションがロック位置にあればロック弁３９が閉じてポンプライン４９ａが遮断され、ロック解除位置にあればロック弁３９が開いてポンプライン４９ａが開通する。つまり、ポンプライン４９ａが遮断された状態では操作レバー２２，２３による操作が無効化され、走行、旋回、掘削等の動作が禁止される。

　操作装置４５，４６，４７は、電気式の操作装置であり、オペレータによる操作レバー２２，２３の操作量（操作角）と操作方向に応じた電気信号を発生させる。操作装置４５，４６，４７から出力された電気信号は制御装置１７０に入力される。制御装置１７０は、操作装置４５，４６，４７の操作方向及び操作量に基づいて、電磁比例弁５４～５９（図３及び図４参照）を駆動させるための制御信号を生成し、電磁弁ユニット１６０に出力する。図３及び図４に示すように、電磁比例弁５４～５９は、入力された制御信号に対応する流量制御弁１５ａ～１５ｆの油圧駆動部１５０ａ～１５５ｂに作用させるパイロット圧を生成する。電磁比例弁５４～５９は、生成したパイロット圧を、パイロットライン１４４ａ～１４９ｂを介して、入力された制御信号に対応する流量制御弁１５ａ～１５ｆの油圧駆動部１５０ａ～１５５ｂに出力する。流量制御弁１５ａ～１５ｆは、油圧駆動部１５０ａ～１５５ｂにパイロット圧が作用すると、パイロット圧に応じて駆動する。つまり、電磁比例弁５４～５９から出力されるパイロット圧は、流量制御弁１５ａ～１５ｆを駆動する制御信号として利用される。

　図２に示すように、メインポンプ２ａから吐出される作動油（圧油）は、流量制御弁１５ｃを通じてバケットシリンダ７に供給され、流量制御弁１５ａを通じてブームシリンダ５に供給され、流量制御弁１５ｆを通じて走行油圧モータ３ｂに供給される。メインポンプ２ｂから吐出される作動油（圧油）は、流量制御弁１５ｂを通じてアームシリンダ６に供給され、流量制御弁１５ｄを通じて旋回油圧モータ４に供給され、流量制御弁１５ｅを通じて走行油圧モータ３ａに供給される。

　作動油が油圧シリンダ（ブームシリンダ５、アームシリンダ６及びバケットシリンダ７）に供給されると、油圧シリンダ（ブームシリンダ５、アームシリンダ６及びバケットシリンダ７）が伸縮する。これにより、被駆動部材（ブーム８、アーム９及びバケット１０）が回動し、作業装置１Ａの姿勢及びバケット１０の先端部Ｐｂの位置が変化する。作動油が旋回油圧モータ４に供給されると、旋回油圧モータ４が回転する。これにより、下部走行体１１に対して上部旋回体１２が旋回する。作動油が走行油圧モータ３に供給されると、走行油圧モータ３が回転する。これにより、下部走行体１１が走行する。

　ブームシリンダ５、アームシリンダ６及びバケットシリンダ７には、油圧シリンダ内の圧力（シリンダ圧）を検出し、その検出結果（電気信号）を図示しない信号線を介して制御装置１７０へ出力する圧力センサ１６ａ～１６ｆが設けられる。圧力センサ１６ａはブームシリンダ５のボトム側油室の圧力を検出し、圧力センサ１６ｂはブームシリンダ５のロッド側油室の圧力を検出する。圧力センサ１６ｃはアームシリンダ６のボトム側油室の圧力を検出し、圧力センサ１６ｄはアームシリンダ６のロッド側油室の圧力を検出する。圧力センサ１６ｅはバケットシリンダ７のボトム側油室の圧力を検出し、圧力センサ１６ｆはバケットシリンダ７のロッド側油室の圧力を検出する。

　エンジン１８は、エンジン回転数[ｒｐｍ]を検出するための回転センサであるエンジン回転数検出装置４２を備えている。

　油圧ショベル１の姿勢は、図５のショベル基準座標系に基づいて定義できる。図５は、図１の油圧ショベル１における座標系を示す図である。図５のショベル基準座標系は、油圧ショベル１に対して設定される座標系である。ショベル基準座標系では、上部旋回体１２の旋回中心軸がＺ軸として設定される。ショベル基準座標系では、上部旋回体１２の前後方向が走行体１１の前後方向と一致している姿勢において、Ｚ軸（旋回中心軸）及びブームピン９１に直交し、かつ、旋回中心軸及びブームピン９１の中心軸を通る軸がＸ軸として設定される。ショベル基準座標系では、Ｘ軸とＺ軸のそれぞれに直交する軸がＹ軸として設定され、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸の交点が原点Ｏとして設定される。Ｘ軸に対するブーム８の傾斜角度をブーム角α、ブーム８に対するアーム９の傾斜角度をアーム角β、アーム９に対するバケット１０の傾斜角度をバケット角γ、下部走行体１１に対する上部旋回体１２の回動角度を旋回角θとする。水平面（基準面）に対する機体１Ｂ（上部旋回体１２）の傾斜角度を車体傾斜角φとする。

　ブーム角αはブーム角度センサ３０により、アーム角βはアーム角度センサ３１により、バケット角γはバケット角度センサ３２により、車体傾斜角φは車体傾斜角度センサ３３により検出される。ブーム角αは、ブーム８を最大（最高）まで上げたとき（ブームシリンダ長が最長のとき）に最小となり、ブーム８を最小（最低）まで下げたとき（ブームシリンダ長が最短のとき）に最大となる。アーム角βは、アームシリンダ長が最短のときに最小となり、アームシリンダ長が最長のときに最大となる。バケット角γは、バケットシリンダ長が最短のときに最小となり、バケットシリンダ長が最長のときに最大となる。

　原点Ｏからブームピン９１の中心位置までの長さをＬ０、ブームピン９１の中心位置からアームピン９２の中心位置までの長さをＬ１、アームピン９２の中心位置からバケットピン９３の中心位置までの長さをＬ２、バケットピン９３の中心位置からバケット１０の先端部（例えば、バケット１０の爪先）Ｐｂまでの長さをＬ３とすると、ショベル基準座標におけるバケット１０の先端部Ｐｂの位置は、ＰｘをＸ方向位置、ＰｙをＹ方向位置、ＰｚをＺ方向位置として、以下の式（１）で表すことができる。

　式（１）のＲｓは次式（２）で表される。 

　式（１）のＰｕは次式（３）で表される。 

　油圧ショベル１は、上部旋回体１２にＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System：全地球衛星測位システム）用の複数のアンテナ（以下、ＧＮＳＳアンテナと記す）２５（図６参照）を備えている。制御装置１７０は、ＧＮＳＳアンテナ２５からの情報に基づき、グローバル座標系における油圧ショベル１の位置及び方位を算出する。さらに、制御装置１７０は、グローバル座標系における油圧ショベル１の位置及び方位、ショベル基準座標系におけるバケット１０の先端部Ｐｂの位置、並びに、車体傾斜角φに基づき、グローバル座標系におけるバケット１０の先端部Ｐｂの位置を算出する。

　図６は、油圧ショベル１の制御システム１０７のハードウェア構成図である。制御システム１０７は、油圧ショベル１と、油圧ショベル１に搭載され油圧ショベル１を制御する制御装置１７０と、を備える。図６に示すように、油圧ショベル１は、姿勢検出装置５０と、負荷検出装置５１と、操作装置４５，４６，４７と、エンジン回転数検出装置４２と、モード変更スイッチ４１と、入力装置４３と、ＧＮＳＳアンテナ２５と、電磁弁ユニット１６０と、表示装置５３と、発光により所定の報知を行う発光装置５２と、を備える。

　本実施形態に係る油圧ショベル１は、操縦モードとして、制御装置１７０が油圧ショベル１を自動で運転する自動操縦モードと、オペレータが操作装置４５，４６，４７を用いて油圧ショベル１を手動で運転する手動操縦モードと、がある。モード変更スイッチ４１は、操縦モードの変更指令（操縦モード変更指令）を制御装置１７０に入力するための装置であり、オペレータによって操作される。本実施形態に係るモード変更スイッチ４１は、操作レバー２２に設けられるモーメンタリ動作型のトグルスイッチである。モード変更スイッチ４１は、操作部が手指等で押されている間は、操縦モード変更指令としてのオン信号を出力し、操作部から手指等が離されると、オン信号（操縦モード変更指令）の出力を停止する。

　表示装置５３は、例えば、液晶ディスプレイ装置であり、制御装置１７０からの表示制御信号に基づいて、表示画面に所定の表示画像（例えば、現在設定されている操縦モードに関する情報）を表示させる。入力装置４３は、オペレータの入力操作に応じた操作信号を制御装置１７０に出力する装置である。入力装置４３としては、キーボード、マウス、各種ボタン、タッチパネル等を採用することができる。本実施形態では、表示装置５３が、液晶ディスプレイと位置入力装置とが組み合わされたタッチパネルを有しており、表示装置５３が入力装置４３としても機能する。

　発光装置５２は、複数の発光素子（例えばＬＥＤ素子）を有している。発光装置５２は、上部旋回体１２に設けられる。発光装置５２は、制御装置１７０からの制御信号に基づいて、油圧ショベル１の周囲に向けて所定の色の発光を行う。

　姿勢検出装置５０は、ブーム角度センサ３０、アーム角度センサ３１、バケット角度センサ３２、車体傾斜角度センサ３３、及び、旋回角度センサ３４を有する。これらの角度センサ３０～３４は、油圧ショベル１の姿勢（作業装置１Ａの姿勢、機体１Ｂの姿勢）を検出する姿勢センサとして機能する。

　負荷検出装置５１は、圧力センサ１６ａ～１６ｆを有する。これらの圧力センサ１６ａ～１６ｆは、アクチュエータ（ブームシリンダ５、アームシリンダ６、及び、バケットシリンダ７）の負荷を検出する負荷センサとして機能する。

　電磁弁ユニット１６０は、図３及び図４に示すように、一次ポート側がポンプライン４９ａを介してパイロットポンプ４８に接続される電磁比例弁５４ａ～５６ｂ（図３参照）及び電磁比例弁５７ａ～５９ｂ（図４参照）を備える。図３に示す電磁比例弁５４ａ～５６ｂは、パイロットポンプ４８からのパイロット圧を減圧してパイロットライン１４４ａ～１４６ｂに出力する減圧弁である。図４に示す電磁比例弁５７ａ～５９ｂは、パイロットポンプ４８からのパイロット圧を減圧してパイロットライン１４７ａ～１４９ｂに出力する減圧弁である。パイロットライン１４４ａ～１４９ｂに出力されたパイロット圧は、流量制御弁１５ａ～１５ｆの油圧駆動部１５０ａ～１５５ｂに作用する。

　電磁比例弁５４ａ～５９ｂは、非通電時には開度が最小で、制御装置１７０からの制御信号である電流を増大させるほど開度が大きくなる。このように各電磁比例弁５４ａ～５９ｂの開度は制御装置１７０からの制御信号に応じたものとなる。

　このように、本実施形態では、制御装置１７０から制御信号を出力して、電磁弁ユニット１６０の電磁比例弁５４ａ～５９ｂを制御することにより、流量制御弁１５ａ～１５ｆを駆動し、各アクチュエータ（３～７）を動作させることができる。したがって、操作レバー２２，２３が操作されていない場合であっても、制御装置１７０が制御信号を電磁弁ユニット１６０に出力し、電磁弁ユニット１６０によってパイロット圧を発生させることにより、各アクチュエータ（３～７）を強制的に動作させることも可能である。

　図６に示すように、制御装置１７０は、動作回路であるＣＰＵ（Central Processing Unit）７２、記憶装置であるＲＯＭ（Read Only Memory）７３及びＲＡＭ（Random Access Memory）７４、入力インタフェース７１及び出力インタフェース７５、並びに、その他の周辺回路を備えたマイクロコンピュータで構成される。制御装置１７０は、１つのコンピュータで構成してもよいし、複数のコンピュータで構成してもよい。

　入力インタフェース７１は、姿勢検出装置５０の角度センサ３０～３４からの角度を表す信号、負荷検出装置５１の圧力センサ１６ａ～１６ｆからの圧力（負荷）を表す信号、操作装置４５～４７からの操作量を表す信号、ゲートロックレバー装置１４の操作位置を表す信号、エンジン回転数検出装置４２からのエンジン回転数を表す信号、モード変更スイッチ４１からの操縦モードを設定するための信号（操縦モード変更指令）、入力装置４３からの入力信号、及び、ＧＮＳＳアンテナ２５で受信した信号を、ＣＰＵ７２が演算可能なように変換する。

　ＲＯＭ７３はＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性メモリである。ＲＯＭ７３には、後述するフローチャートに示すような各種演算をＣＰＵ７２によって実行可能なプログラムが格納されている。すなわち、ＲＯＭ７３は、本実施形態の機能を実現するプログラムを読み取り可能な記憶媒体である。

　ＲＡＭ７４は揮発性メモリであり、ＣＰＵ７２との間で直接的にデータの入出力を行うワークメモリである。ＲＡＭ７４は、ＣＰＵ７２がプログラムを演算実行している間、必要なデータを一時的に記憶する。

　ＣＰＵ７２は、ＲＯＭ７３に記憶されたプログラムをＲＡＭ７４に展開して演算実行する処理装置であって、プログラムに従って入力インタフェース７１及びＲＯＭ７３，ＲＡＭ７４から取り入れた信号に対して所定の演算処理を行う。

　出力インタフェース７５は、ＣＰＵ７２での演算結果に応じた出力用の信号を生成し、その信号を電磁弁ユニット１６０の電磁比例弁５４～５９、表示装置５３、発光装置５２等に出力する。

　なお、制御装置１７０は、記憶装置としてＲＯＭ７３及びＲＡＭ７４という半導体メモリを備えているが、記憶装置であれば代替することが可能である。例えば、制御装置１７０は、ハードディスクドライブ等の磁気記憶装置を記憶装置として備えてもよい。

　図７は、制御システム１０７の機能ブロック図である。制御装置１７０は、ＲＯＭ７３に記憶されているプログラムを実行することにより、操縦モード変更検出部１７１、操縦モード変更判定部１７２、操縦モード変更実行部１７３、操縦モード記憶部１７４、電磁比例弁制御部１７５、表示制御部１７６、自動操縦制御部１７７、及び、外部報知制御部１７８として機能する。操縦モード変更検出部１７１、操縦モード変更判定部１７２、操縦モード変更実行部１７３及び操縦モード記憶部１７４は、各種装置からの信号に基づいて操縦モードを設定する操縦モード設定部１７９を構成する。

　モード変更スイッチ４１がオン操作されている場合、操縦モード変更検出部１７１によって操縦モード変更指令（オン信号）が検出される。モード変更スイッチ４１がオフ操作されている場合、操縦モード変更検出部１７１では、操縦モード変更指令（オン信号）は検出されない。

　操縦モード変更検出部１７１は、操縦モード変更指令を検出すると、モード変更条件が成立しているか否かの判定処理の実行を指令する判定実行指令を操縦モード変更判定部１７２へ出力する。一方、操縦モード変更検出部１７１は、操縦モード変更指令が検出されていない場合には、判定実行指令の出力は行わない。

　図８を参照して、制御装置（操縦モード変更検出部１７１）１７０により実行される操縦モード変更検出処理の一例について説明する。図８に示すフローチャートの処理は、イグニッションスイッチ（不図示）がオン（すなわちキーオン）されることにより開始され、所定の周期で繰り返し実行される。

　図８に示すように、ステップＳ１１３において、操縦モード変更検出部１７１は、モード変更スイッチ４１から出力される操縦モード変更指令が検出されたか否かを判定する。ステップＳ１１３において、操縦モード変更指令が検出されたと判定されるとステップＳ１１６へ進む。ステップＳ１１３において、操縦モード変更指令が検出されていないと判定されると図８のフローチャートに示す処理を終了する。

　ステップＳ１１６において、操縦モード変更検出部１７１は、操縦モード変更判定処理を操縦モード変更判定部１７２に実行させるための判定実行指令を出力し、図８のフローチャートに示す処理を終了する。

　図７に示す操縦モード変更判定部１７２は、操縦モード変更検出部１７１においてモード変更スイッチ４１から出力される操縦モード変更指令が検出され、操縦モード変更検出部１７１から判定実行指令が入力されると、姿勢検出装置５０で検出される油圧ショベル１の姿勢を表す角度（ブーム角α、アーム角β、バケット角γ、旋回角θ、及び、車体傾斜角φ）に基づいて、油圧ショベル１が静止状態である条件を含むモード変更条件が成立しているか否かを判定する。

　操縦モード変更判定部１７２は、姿勢検出装置５０で検出された角度（ブーム角α、アーム角β、バケット角γ、旋回角θ、及び、車体傾斜角φ）の時間変化率である角速度ωを演算する。角速度ωには、ブーム８の角速度（回動速度）、アーム９の角速度（回動速度）、バケット１０の角速度（回動速度）、上部旋回体１２の角速度（旋回速度）、及び、機体１Ｂの角速度（下部走行体１１の傾斜角速度）がある。

　操縦モード変更判定部１７２は、各被駆動部材の角速度ωの大きさ、すなわち角速度ωの絶対値|ω|に基づいて、油圧ショベル１が静止状態であるか否かを判定する。操縦モード変更判定部１７２は、角速度ωの絶対値|ω|が所定値ω０以下であるか否かを判定する。所定値ω０は、被駆動部材が停止状態であるか否かを判定するために用いられる閾値であり、予めＲＯＭ７３に記憶されている。所定値ω０は、例えば、０（ゼロ）あるいは、０（ゼロ）に近い正の値が設定される。

　操縦モード変更判定部１７２は、複数の角速度ω（ブーム８の角速度、アーム９の角速度、バケット１０の角速度、上部旋回体１２の角速度、及び、機体１Ｂの角速度）の大きさ|ω|が全て所定値ω０以下である場合、油圧ショベル１は静止状態であると判定する。操縦モード変更判定部１７２は、複数の角速度ω（ブーム８の角速度、アーム９の角速度、バケット１０の角速度、上部旋回体１２の角速度、及び、機体１Ｂの角速度）の大きさ|ω|のいずれかが所定値ω０よりも大きい場合、油圧ショベル１は静止状態でないと判定する。

　本実施形態では、操縦モード変更判定部１７２は、油圧ショベル１が静止状態である場合にはモード変更条件が成立していると判定し、モード変更許可指令を操縦モード変更実行部１７３へ出力する。一方、操縦モード変更判定部１７２は、油圧ショベル１が静止状態でない場合にはモード変更条件が成立していないと判定する。この場合、操縦モード変更判定部１７２は、モード変更許可指令の出力は行わない。

　図９を参照して、制御装置（操縦モード変更判定部１７２）１７０により実行される操縦モード変更判定処理の一例について説明する。図９に示すフローチャートの処理は、操縦モード変更検出部１７１から判定実行指令が出力される（図８のステップＳ１１６）ことにより開始され、所定の周期で繰り返し実行される。

　図９に示すように、ステップＳ１２０において、操縦モード変更判定部１７２は、姿勢検出装置５０で検出される角度の情報（データ）を取得し、ステップＳ１２６へ進む。

　ステップＳ１２６において、操縦モード変更判定部１７２は、静止状態判定処理を実行する。図１０を参照して、制御装置（操縦モード変更判定部１７２）１７０により実行される静止状態判定処理の一例について説明する。図１０に示すように、静止状態判定処理（図９のＳ１２６）では、ステップＳ１３０において、操縦モード変更判定部１７２は、角速度ωを演算し、ステップＳ１３３へ進む。角速度ωは、今回のサイクルのステップＳ１２０（図９参照）で取得した角度（現在値）と、所定サイクル前のステップＳ１２０（図９参照）で取得した角度（過去値）との差を、所定サイクル前のステップＳ１２０から今回のサイクルのステップＳ１２０までの時間ｔａで除することで算出される。時間ｔａは、制御装置１７０のタイマ機能により計測される。

　例えば、ブーム８の角速度ωαは、ブーム８の角度の現在値αｐｒとブーム８の角度の過去値αｐａとの差を、過去値αｐａを取得した時刻から現在値αｐｒを取得した時刻までの時間ｔａで除することで算出される（ωα＝（αｐｒ－αｐａ）／ｔａ）。ステップＳ１３０において、操縦モード変更判定部１７２は、ブーム８の角速度、アーム９の角速度、バケット１０の角速度、上部旋回体１２の角速度、及び、機体１Ｂの角速度を演算する。

　ステップＳ１３３において、ステップＳ１３０で演算した角速度ωの大きさ|ω|が所定値ω０以下であるか否かを判定する。ステップＳ１３３において、ステップＳ１３０で演算した全ての角速度ω（ブーム８の角速度、アーム９の角速度、バケット１０の角速度、上部旋回体１２の角速度、及び、機体１Ｂの角速度）の大きさ|ω|が、それぞれ所定値ω０以下であると判定されると、ステップＳ１３６へ進む。ステップＳ１３３において、ステップＳ１３０で演算した角速度ωのうち、その大きさ|ω|が所定値ω０よりも大きいものが少なくとも１つあると判定されると、ステップＳ１３９へ進む。

　ステップＳ１３６において、操縦モード変更判定部１７２は、油圧ショベル１は静止状態であるものとして静止状態フラグをオンに設定し、図１０に示す静止状態判定処理を終了し、図９に示すステップＳ１４２へ進む。ステップＳ１３９において、操縦モード変更判定部１７２は、油圧ショベル１は静止状態でないものとして静止状態フラグをオフに設定し、図１０に示す静止状態判定処理を終了し、図９に示すステップＳ１４２へ進む。

　図９に示すように、ステップＳ１４２において、操縦モード変更判定部１７２は、静止状態フラグがオンに設定されているか否かを判定する。ステップＳ１４２において、静止状態フラグがオンに設定されていると判定されるとステップＳ１４６へ進み、静止状態フラグがオンに設定されていない（オフに設定されている）と判定されると図９のフローチャートに示す処理を終了する。

　ステップＳ１４６において、操縦モード変更判定部１７２は、モード変更条件が成立したものとして、操縦モード変更許可指令を操縦モード変更実行部１７３へ出力し、図９のフローチャートに示す処理を終了する。

　図７に示す操縦モード変更実行部１７３は、操縦モード変更判定部１７２から操縦モード変更許可指令が入力されると、報知装置としての発光装置５２による報知の実行を許可するための報知許可指令を外部報知制御部１７８へ出力する。さらに、操縦モード変更実行部１７３は、報知許可指令を出力してからの時間を計測し、予め定めた所定時間ｔ０の経過後に、現在の操縦モードとは異なる操縦モードを設定するための操縦モード設定指令を操縦モード記憶部１７４に出力する。所定時間ｔ０は、発光装置５２による報知によって、油圧ショベル１の周囲の作業者等に対して操縦モードが変わることを認識させることのできる時間に相当し、予め実験等により定められる。所定時間ｔ０は、ＲＯＭ７３に記憶されている。

　図１１を参照して、制御装置（操縦モード変更実行部１７３）１７０により実行される操縦モード変更実行処理の一例について説明する。図１１に示すフローチャートの処理は、操縦モード変更判定部１７２によって、操縦モード変更許可指令が出力される（図９のステップＳ１４６）ことにより実行される。

　図１１に示すように、ステップＳ１５０において、操縦モード変更実行部１７３は、報知許可指令を外部報知制御部１７８へ出力してステップＳ１５３へ進む。なお、図示しないが、操縦モード変更実行部１７３は、報知許可指令を外部報知制御部１７８へ出力するとともに時間ｔｂの計測を開始する。

　ステップＳ１５３において、操縦モード変更実行部１７３は、報知許可指令を出力してから計測を開始した時間ｔｂが、所定時間ｔ０以上であるか否かを判定する。時間ｔｂは、制御装置１７０のタイマ機能により計測される。ステップＳ１５３の処理は、計測時間ｔｂが所定時間ｔ０以上であると判定されるまで繰り返し行われる。ステップＳ１５３において、計測時間ｔｂが所定時間ｔ０以上であると判定されると、ステップＳ１５６へ進む。

　ステップＳ１５６において、操縦モード変更実行部１７３は、操縦モード設定指令を操縦モード記憶部１７４へ出力し、図１１のフローチャートに示す処理を終了する。

　図７に示す外部報知制御部１７８は、報知許可指令が入力されると発光装置５２を用いた報知処理を実行する。この報知処理は、操縦モードの変更の前に、発光装置（報知装置）５２によって操縦モードの変更が行われることを油圧ショベル１の周囲の作業者等に知らせるための報知を行わせる処理である。外部報知制御部１７８による報知処理について、詳しく説明する。外部報知制御部１７８は、現在設定されている操縦モードの情報をＲＯＭ７３から取得する。外部報知制御部１７８は、現在設定されている操縦モードが手動操縦モードである場合において、報知許可指令が入力されると、操縦モードが手動操縦モードから自動操縦モードへ切り替えられると判定する。外部報知制御部１７８は、現在設定されている操縦モードが自動操縦モードである場合において、報知許可指令が入力されると、操縦モードが自動操縦モードから手動操縦モードに切り替えられると判定する。

　操縦モードが手動操縦モードから自動操縦モードに切り替えられると判定されると、外部報知制御部１７８は、判定結果に対応する報知パターン情報を取得し、取得した報知パターン情報に基づいて発光装置５２の点灯を制御する。ＲＯＭ７３には、操縦モードが手動操縦モードから自動操縦モードに切り替えられる場合の報知パターン情報として、発光装置５２の黄色の発光素子を所定の時間間隔で繰り返し発光させる黄色点滅報知パターン情報が記憶されている。

　操縦モードが自動操縦モードから手動操縦モードに切り替えられると判定されると、外部報知制御部１７８は、判定結果に対応する報知パターン情報を取得し、取得した報知パターン情報に基づいて発光装置５２の点灯を制御する。ＲＯＭ７３には、操縦モードが自動操縦モードから手動操縦モードに切り替えられる場合の報知パターン情報として、発光装置５２の緑色の発光素子を所定の時間間隔で繰り返し発光させる緑色点滅報知パターン情報が記憶されている。

　外部報知制御部１７８は、予め定めた所定時間だけ発光装置５２による報知を継続させる。なお、外部報知制御部１７８は、予め定めた所定時間だけ発光装置５２による報知を継続することに代えて、後述する操縦モード記憶部１７４によって、操縦モードの設定情報が新しい操縦モードに変更（更新）されるまで継続させてもよい。このような報知処理が実行されることにより、油圧ショベル１の周囲の作業者等に操縦モードが変更されることを、操縦モードの変更の前に認識させることができる。

　図７に示す操縦モード記憶部１７４は、操縦モード変更実行部１７３から操縦モード設定指令が入力されると、ＲＯＭ７３に記憶されている操縦モードの設定情報を、新しい操縦モードに変更する。図１２を参照して、制御装置（操縦モード記憶部１７４）１７０により実行される操縦モード記憶処理の一例について説明する。図１２に示すフローチャートの処理は、操縦モード変更実行部１７３によって、操縦モード設定指令が出力される（図１１のステップＳ１５６）ことにより実行される。

　図１２に示すように、ステップＳ１６３において、操縦モード記憶部１７４は、ＲＯＭ７３における現在設定されている操縦モードの設定情報を参照し、現在設定されている操縦モードが手動操縦モードであるか否かを判定する。ステップＳ１６３において、現在設定されている操縦モードが手動操縦モードであると判定されるとステップＳ１６６へ進む。ステップＳ１６３において、現在設定されている操縦モードが手動操縦モードでない（すなわち自動操縦モードである）と判定されるとステップＳ１６９へ進む。

　ステップＳ１６６において、操縦モード記憶部１７４は、自動操縦モードを新しい操縦モードとしてＲＯＭ７３に記憶し、図１２のフローチャートに示す処理を終了する。これにより、ＲＯＭ７３の操縦モードの設定情報が、手動操縦モードから自動操縦モードに書き換えられる。つまり、操縦モードが自動操縦モードに設定される。

　ステップＳ１６９において、操縦モード記憶部１７４は、手動操縦モードを新しい操縦モードとしてＲＯＭ７３に記憶し、図１２のフローチャートに示す処理を終了する。これにより、ＲＯＭ７３の操縦モードの設定情報が、自動操縦モードから手動操縦モードに書き換えられる。つまり、操縦モードが手動操縦モードに設定される。

　図７に示す電磁比例弁制御部１７５は、操縦モード設定部１７９で設定された操縦モードに応じて電磁弁ユニット１６０の電磁比例弁５４～５９に制御指令を出力する。操縦モードとして手動モードが設定されている場合、電磁比例弁制御部１７５は、操作装置４５，４６，４７の操作レバー２２，２３の操作量と操作方向に応じて電磁比例弁５４～５９に制御指令（制御電流）を出力する。操縦モードとして自動モードが設定されている場合、電磁比例弁制御部１７５は、自動操縦制御部１７７からの指令値に応じて電磁比例弁５４～５９に制御指令（制御電流）を出力する。

　自動操縦制御部１７７は、自動操縦モードが設定されると、姿勢検出装置５０での検出結果及びＧＮＳＳアンテナ２５からの情報に基づいて、バケット１０の先端部Ｐｂの位置を演算する。自動操縦制御部１７７は、予めＲＯＭ７３に記憶されている目標軌道に沿ってバケット１０の先端部Ｐｂの位置が移動するように、ブーム８、アーム９及びバケット１０（被駆動部材）の目標速度を演算する。電磁比例弁制御部１７５は、自動操縦制御部１７７で演算された目標速度で各被駆動部材が動作するように、電磁比例弁５４～５６に制御指令（制御電流）を出力する。なお、自動操縦は、整地作業、掘削作業等、種々の作業のための動作に適用できる。

　表示制御部１７６は、現在設定されている操縦モードに関する情報を表示装置５３の表示画面に表示させる。

　本実施形態の主な動作について説明する。オペレータが、操縦モードを手動操縦モードから自動操縦モードに切り替えたい場合、例えば、各操作装置４５，４６，４７の操作レバー２２，２３を中立位置に保持した状態でモード変更スイッチ４１をオン操作する。モード変更スイッチ４１がオン操作されることにより、操縦モード変更指令（オン信号）が制御装置１７０に入力される。操縦モード変更指令が入力されると、制御装置１７０は、操縦モードを手動操縦モードから自動操縦モードに切り替えるための一連のモード設定処理（図８～図１２参照）を実行する。

　制御装置１７０は、油圧ショベル１が静止状態であるか否かを判定し、静止状態である場合、モード変更条件が成立したと判定し、発光装置５２によって報知処理を行う。発光装置５２は、黄色の発光素子を繰り返し点滅させる。これにより、油圧ショベル１の周囲の作業者等は、油圧ショベル１の操縦モードが手動操縦モードから自動操縦モードに切り替えられることを認識することができる。

　報知処理が行われてからしばらくすると、油圧ショベル１の操縦モードが手動操縦モードから自動操縦モードに切り替えられ、自動操縦により油圧ショベル１が動作する。

　オペレータが、操縦モードを自動操縦モードから手動操縦モードに切り替えたい場合、例えば、ゲートロックレバー装置１４をロック位置に操作した後、モード変更スイッチ４１をオン操作する。モード変更スイッチ４１がオン操作されることにより、操縦モード変更指令（オン信号）が制御装置１７０に入力される。操縦モード変更指令が入力されると、制御装置１７０は、操縦モードを自動操縦モードから手動操縦モードに切り替えるための一連のモード設定処理（図８～図１２参照）を実行する。

　制御装置１７０は、油圧ショベル１が静止状態であるか否かを判定し、静止状態である場合、モード変更条件が成立したと判定し、発光装置５２によって報知処理を行う。発光装置５２は、緑色の発光素子を繰り返し点滅させる。これにより、油圧ショベル１の周囲の作業者等は、油圧ショベル１の操縦モードが自動操縦モードから手動操縦モードに切り替えられることを認識することができる。

　報知処理が行われてからしばらくすると、油圧ショベル１の操縦モードが自動操縦モードから手動操縦モードに切り替えられる。これにより、オペレータは、ゲートロックレバー装置１４をロック解除位置に操作した後、操作装置４５，４６，４７の操作レバー２２，２３を操作することにより、操作レバー２２，２３の操作量及び操作方向に応じて、油圧ショベル１を動作させることができる。

　上述した実施形態によれば、次の作用効果を奏する。

　（１）油圧ショベル（作業機械）１は、機体１Ｂと、機体１Ｂに取り付けられる作業装置１Ａと、油圧ショベル（作業機械）１を制御する制御装置１７０と、を備える。制御装置１７０は、操縦モードの変更指令が検出されると、油圧ショベル（作業機械）１が静止状態である条件を含むモード変更条件が成立しているか否かを判定し、モード変更条件が成立している場合に、油圧ショベル（作業機械）１の操縦モードの変更を行う。したがって、操縦モードの変更は、油圧ショベル１が静止状態である場合に限って行われる。このため、油圧ショベル（作業機械）１の周囲で作業を行う作業者に対し、油圧ショベル（作業機械）１の操縦モードの変更を確認するための時間的な猶予を与えることができる。

　（２）本実施形態では、制御装置１７０は、油圧ショベル（作業機械）１の操縦モードの変更の前に、発光装置（報知装置）５２によって操縦モードの変更が行われることを油圧ショベル（作業機械）１の周囲に知らせるための報知を行わせる。これにより、油圧ショベル（作業機械）１の周囲で作業を行う作業者に対し、操縦モードの変更を容易に把握させることができる。その結果、油圧ショベル１の周囲の作業者は、油圧ショベル１の動作を容易に予測することができるので、その予測に応じて効率のよい作業を行うことができる。

　＜第１実施形態の変形例１＞
　上記第１実施形態では、操縦モード変更検出部１７１は、操縦モード変更指令を検出した場合、操縦モード変更判定処理を操縦モード変更判定部１７２に実行させるための判定実行指令を出力する例について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、油圧ショベル１が静止状態でないときには判定実行指令を出力しないようにしてもよい。

　図１３及び図１４を参照して、第１実施形態の変形例１に係る制御システム１０７Ａについて説明する。図１３に示すように、操縦モード変更検出部１７１Ａは、操縦モード変更判定部１７２と同様、姿勢検出装置５０で検出された角度情報に基づいて油圧ショベル１が静止状態であるか否かを判定する機能を有する。操縦モード変更検出部１７１Ａは、油圧ショベル１が静止状態である場合において、モード変更スイッチ４１から出力される操縦モード変更指令が検出されたときに、操縦モード変更判定処理を操縦モード変更判定部１７２に実行させるための判定実行指令を出力する。一方、操縦モード変更検出部１７１は、油圧ショベル１が静止状態でない場合には、モード変更スイッチ４１から出力される操縦モード変更指令を検出したとしても、判定実行指令を出力しない。

　図１４を参照して、第１実施形態の変形例１に係る制御装置（操縦モード変更検出部１７１Ａ）１７０Ａにより実行される操縦モード変更検出処理の一例について説明する。図１４は、図８と同様の図であり、図８の処理と同じ処理には同じ符号を付している。図１４では、図８のフローチャートのステップＳ１１３の処理の前に、ステップＳ１０１Ａ，Ｓ１０５Ａの処理が追加され、ステップＳ１１３の処理とステップＳ１１６の処理の間にステップＳ１１５Ａの処理が追加されている。以下、図１４を参照し、図８の処理とは異なる部分を主に説明する。

　ステップＳ１０１Ａにおいて、操縦モード変更検出部１７１Ａは、ステップＳ１２０（図９参照）と同様、姿勢検出装置５０で検出された角度情報を取得する情報取得処理を実行し、ステップＳ１０５Ａに進む。ステップＳ１０５Ａにおいて、操縦モード変更検出部１７１Ａは、ステップＳ１０１Ａで取得した角度情報に基づいて油圧ショベル１が静止状態であるか否かを判定する静止状態判定処理を実行する。静止状態判定処理（ステップＳ１０５Ａ）は、ステップＳ１２６（図９参照）と同様の処理であるため、説明は省略する。

　ステップＳ１１３において、操縦モード変更指令が検出されたと判定されるとステップＳ１１５Ａへ進む。ステップＳ１１５Ａにおいて、操縦モード変更検出部１７１Ａは、ステップＳ１０５Ａの処理によって静止状態フラグがオンに設定されているか否かを判定する。ステップＳ１１５Ａにおいて、静止状態フラグがオンに設定されていると判定されるとステップＳ１１６へ進み、静止状態フラグがオンに設定されていない（オフに設定されている）と判定されると図１４のフローチャートに示す処理を終了する。

　ステップＳ１１６において、操縦モード変更検出部１７１Ａは、操縦モード変更判定処理を操縦モード変更判定部１７２に実行させるための判定実行指令を出力し、図１４のフローチャートに示す処理を終了する。

　このように本変形例では、操縦モード変更指令の検出段階において、油圧ショベル１が静止状態でなければ、判定実行指令を出力しない。このため、例えば、操作装置４５,４６，４７のレバー操作中にモード変更スイッチ４１が誤って操作された後、操作装置４５，４６，４７の操作レバー２２，２３が中立位置に戻され、油圧ショベル１が静止状態であると判定されることにより、オペレータの意図に反して操縦モードが手動操縦モードから自動操縦モードに切り替えられることが防止される。

　＜第１実施形態の変形例２＞
　第１実施形態の変形例１では、操縦モード変更検出部１７１Ａは、油圧ショベル１が静止状態であり、かつ、モード変更スイッチ４１から出力される操縦モード変更指令が検出された場合に、判定実行指令を出力する例について説明した。これに対して、本変形例に係る操縦モード変更検出部１７１Ｂは、操作装置４５，４６，４７の操作がなされていない状態であり、かつ、モード変更スイッチ４１から出力される操縦モード変更指令が検出された場合に、判定実行指令を出力する。

　図１５及び図１６を参照して、第１実施形態の変形例２に係る制御システム１０７Ｂについて説明する。図１５に示すように、操縦モード変更検出部１７１Ｂは、操作装置４５，４６，４７で検出された操作情報に基づいて、被駆動部材を動作させるための操作がなされている操作状態であるか否かを判定する機能を有する。操縦モード変更検出部１７１Ｂは、モード変更スイッチ４１から出力される操縦モード変更指令が検出された場合であって、油圧ショベル１が操作状態でないときには、操縦モード変更判定処理を操縦モード変更判定部１７２に実行させるための判定実行指令を出力する。一方、操縦モード変更検出部１７１は、モード変更スイッチ４１から出力される操縦モード変更指令が検出された場合であって、油圧ショベル１が操作状態であるときには、判定実行指令を出力しない。

　図１６を参照して、第１実施形態の変形例２に係る制御装置（操縦モード変更検出部１７１Ｂ）１７０Ｂにより実行される操縦モード変更検出処理の一例について説明する。図１６は、図８と同様の図であり、図８の処理と同じ処理には同じ符号を付している。図１６では、図８のフローチャートのステップＳ１１３の処理の前に、ステップＳ１０１Ｂ，Ｓ１０５Ｂの処理が追加され、ステップＳ１１３の処理とステップＳ１１６の処理の間にステップＳ１１５Ｂの処理が追加されている。以下、図１６を参照し、図８の処理とは異なる部分を主に説明する。

　ステップＳ１０１Ｂにおいて、操縦モード変更検出部１７１Ｂは、操作装置４５，４６，４７で検出されるレバー操作量Ｌの情報（データ）を取得し、ステップＳ１０５Ｂへ進む。

　ステップＳ１０５Ｂにおいて、操縦モード変更検出部１７１Ｂは、操作状態判定処理を実行する。図１７を参照して、制御装置（操縦モード変更検出部１７１Ｂ）１７０Ｂにより実行される操作状態判定処理の一例について説明する。図１７に示すように、操作状態判定処理（図１６のＳ１０５Ｂ）では、ステップＳ１５３において、操縦モード変更検出部１７１Ｂは、ステップＳ１０１Ｂで取得した各アクチュエータに対する操作量Ｌの絶対値|Ｌ|が所定値Ｌ０以下であるか否かを判定する。ステップＳ１５３において、ステップＳ１０５Ｂで取得した全ての操作量Ｌ（ブームシリンダ５の操作量、アームシリンダ６の操作量、バケットシリンダ７の操作量、旋回油圧モータ４の操作量、及び、走行油圧モータ３ａ，３ｂの操作量）の絶対値|Ｌ|が、それぞれ所定値Ｌ０以下であると判定されると、ステップＳ１５６へ進む。ステップＳ１５３において、ステップＳ１０１Ｂで取得した操作量Ｌのうち、その絶対値|Ｌ|が所定値Ｌ０よりも大きいものが少なくとも１つあると判定されると、ステップＳ１５９へ進む。所定値Ｌ０は、操作レバー２２，２３が中立位置を含む不感帯にあるか否かを判定するための閾値であり、予めＲＯＭ７３に記憶されている。

　ステップＳ１５６において、操縦モード変更検出部１７１Ｂは、操作装置４５，４６，４７は全て非操作状態であるものとして非操作状態フラグをオンに設定し、図１７に示す操作状態判定処理を終了し、図１６に示すステップＳ１１３へ進む。ステップＳ１５９において、操縦モード変更検出部１７１Ｂは、操作装置４５，４６，４７のいずれかが操作されている操作状態であるものとして非操作状態フラグをオフに設定し、図１７に示す操作状態判定処理を終了し、図１６に示すステップＳ１１３へ進む。

　図１６に示すように、ステップＳ１１３において、操縦モード変更指令が検出されたと判定されるとステップＳ１１５Ｂへ進む。ステップＳ１１５Ｂにおいて、操縦モード変更検出部１７１は、非操作状態フラグがオンに設定されているか否かを判定する。ステップＳ１１５Ｂにおいて、非操作状態フラグがオンに設定されていると判定されるとステップＳ１１６へ進み、非操作状態フラグがオンに設定されていない（オフに設定されている）と判定されると図１６のフローチャートに示す処理を終了する。

　ステップＳ１１６において、操縦モード変更検出部１７１Ｂは、操縦モード変更判定処理を操縦モード変更判定部１７２に実行させるための判定実行指令を出力し、図１６のフローチャートに示す処理を終了する。

　このように本変形例では、操縦モード変更指令の検出段階において、操作装置４５，４６，４７の全てが操作されていない非操作状態でなければ、判定実行指令を出力しない。このため、例えば、操作装置４５,４６，４７のレバー操作中にモード変更スイッチ４１が誤って操作された後、操作装置４５，４６，４７の操作レバー２２，２３が中立位置に戻され、油圧ショベル１が静止状態であると判定されることにより、オペレータの意図に反して操縦モードが手動操縦モードから自動操縦モードに切り替えられることが防止される。このように、本変形例では、操作装置４５，４６，４７の操作に基づいて、モード変更条件が成立しているか否かが判定されるため、オペレータの意図に沿った操縦モードの変更を実現することができる。

　＜第１実施形態の変形例３＞
　上記第１実施形態の変形例２で説明した操作状態の判定を操縦モード変更判定部１７２が実行するようにしてもよい。この場合、操縦モード変更判定部１７２は、油圧ショベル１が静止状態であり、かつ、非操作状態である場合にモード変更条件が成立したものとして操縦モード変更許可指令を操縦モード変更実行部１７３へ出力する。また、操縦モード変更判定部１７２は、油圧ショベル１が静止状態でない場合、あるいは、操作状態である場合にはモード変更条件は成立していないものとして操縦モード変更許可指令を出力しない。

　＜第２実施形態＞
　図１８～図２０を参照して、第２実施形態に係る油圧ショベル１の制御システム２０７について説明する。なお、図中、第１実施形態と同一もしくは相当部分には同一の参照番号を付し、相違点を主に説明する。図１８は、図７と同様の図であり、第２実施形態に係る制御システム２０７の機能ブロック図である。

　上記第１実施形態では、制御装置１７０は、油圧ショベル１が静止状態である場合にはモード変更条件が成立したと判定する例について説明した。これに対して、第２実施形態では、制御装置２７０は、アクチュエータの負荷も加味して、モード変更条件が成立しているか否かを判定する。

　図１８に示すように、操縦モード変更判定部２７２は、姿勢検出装置５０で検出される油圧ショベル１の姿勢を表す角度（ブーム角α、アーム角β、バケット角γ、旋回角θ、及び、車体傾斜角φ）と、負荷検出装置５１で検出されるアクチュエータの負荷を表すシリンダ圧と、に基づいて、モード変更条件が成立しているか否かを判定する。

　操縦モード変更判定部２７２は、負荷検出装置５１で検出された圧力の時間変化率である圧力変化率Ｐｃを演算する。圧力変化率Ｐｃには、ブームシリンダ５の圧力変化率（ボトム側油室の圧力変化率およびロッド側油室の圧力変化率）、アームシリンダ６の圧力変化率（ボトム側油室の圧力変化率およびロッド側油室の圧力変化率）、バケットシリンダ７の圧力変化率（ボトム側油室の圧力変化率およびロッド側油室の圧力変化率）がある。

　操縦モード変更判定部２７２は、圧力変化率Ｐｃの大きさ、すなわち圧力変化率Ｐｃの絶対値|Ｐｃ|が所定値Ｐｃ０以下であるか否かを判定する。所定値Ｐｃ０は、油圧シリンダ５，６，７の負荷状態が安定しているか否かを判定するために用いられる閾値であり、予めＲＯＭ７３に記憶されている。所定値Ｐｃ０は、例えば、０（ゼロ）あるいは、０（ゼロ）に近い正の値が設定される。

　操縦モード変更判定部２７２は、複数の圧力変化率Ｐｃ（ブームシリンダ５の圧力変化率、アームシリンダ６の圧力変化率、及び、バケットシリンダ７の圧力変化率）の大きさ|Ｐｃ|が全て所定値Ｐｃ０以下である場合、すなわち全ての油圧シリンダ５，６，７の負荷状態が安定している場合、作業装置１Ａの負荷状態は安定していると判定する。操縦モード変更判定部２７２は、複数の圧力変化率Ｐｃ（ブームシリンダ５の圧力変化率、アームシリンダ６の圧力変化率、及び、バケットシリンダ７の圧力変化率）の大きさ|Ｐｃ|のいずれかが所定値Ｐｃ０よりも大きい場合、すなわち油圧シリンダ５，６，７のうち一つでも負荷状態が安定していない場合、作業装置１Ａの負荷状態は安定していないと判定する。

　本実施形態では、操縦モード変更判定部２７２は、油圧ショベル１が静止状態であり、かつ、作業装置１Ａの負荷状態が安定している場合にはモード変更条件が成立していると判定し、モード変更許可指令を操縦モード変更実行部１７３へ出力する。一方、操縦モード変更判定部２７２は、油圧ショベル１が静止状態でない場合、あるいは、作業装置１Ａの負荷状態が安定していない場合にはモード変更条件が成立していないと判定する。この場合、操縦モード変更判定部２７２は、モード変更許可指令の出力は行わない。

　図１９を参照して、第２実施形態に係る制御装置（操縦モード変更判定部２７２）２７０により実行される操縦モード変更判定処理の一例について説明する。図１９は、図９と同様の図であり、図９の処理と同じ処理には同じ符号を付している。図１９では、図９のフローチャートのステップＳ１２０の処理に代えて、ステップＳ２２０の処理が行われる。また、図１９では、図９のフローチャートのステップＳ１２６の処理とステップＳ１４２の処理の間にステップＳ２２８の処理が追加され、図９のフローチャートのステップＳ１４２の処理とステップＳ１４６の処理の間にステップＳ２４４の処理が追加されている。以下、図１９を参照し、図９の処理とは異なる部分を主に説明する。

　ステップＳ２２０において、操縦モード変更判定部２７２は、姿勢検出装置５０で検出される角度の情報（データ）と、負荷検出装置５１で検出される圧力（負荷）の情報（データ）を取得し、ステップＳ１２６へ進む。

　ステップＳ１２６において、操縦モード変更判定部２７２は、第１実施形態と同様、ステップＳ２２０で取得した角度情報から角速度ωを演算し、演算した角速度ωに基づいて静止状態の判定を行う静止状態判定処理（図１０参照）を実行し、ステップＳ２２８へ進む。

　ステップＳ２２８において、操縦モード変更判定部２７２は、負荷状態判定処理を実行する。図２０を参照して、制御装置（操縦モード変更判定部２７２）２７０により実行される負荷状態判定処理の一例について説明する。図２０に示すように、負荷状態判定処理（図１９のＳ２２８）では、ステップＳ２３０において、操縦モード変更判定部２７２は、圧力変化率Ｐｃを演算し、ステップＳ２３３へ進む。圧力変化率Ｐｃは、今回のサイクルのステップＳ２２０（図１９参照）で取得した圧力（現在値）と、所定サイクル前のステップＳ２２０（図１９参照）で取得した圧力（過去値）との差を、所定サイクル前のステップＳ２２０から今回のサイクルのステップＳ２２０までの時間ｔａで除することで算出される。時間ｔａは、制御装置２７０のタイマ機能により計測される。

　例えば、ブームシリンダ５のロッド側油室の圧力変化率Ｐｃαは、ブームシリンダ５のロッド側油室の圧力の現在値Ｐαｒｐｒとブームシリンダ５のロッド側油室の圧力の過去値Ｐαｒｐａとの差を、過去値Ｐαｒｐａを取得した時刻から現在値Ｐαｒｐｒを取得した時刻までの時間ｔａで除することで算出される（Ｐｃα＝（Ｐαｒｐｒ－Ｐαｒｐａ）／ｔａ）。ステップＳ２３０において、操縦モード変更判定部２７２は、ブームシリンダ５のロッド側油室の圧力変化率及びボトム側油室の圧力変化率、アームシリンダ６のロッド側油室の圧力変化率及びボトム側油室の圧力変化率、並びに、バケットシリンダ７のロッド側油室の圧力変化率及びボトム側油室の圧力変化率を演算する。

　ステップＳ２３３において、ステップＳ２３０で演算した圧力変化率Ｐｃの大きさ|Ｐｃ|が所定値Ｐｃ０以下であるか否かを判定する。ステップＳ２３３において、ステップＳ２３０で演算した全ての圧力変化率Ｐｃ（ブームシリンダ５のロッド側油室の圧力変化率及びボトム側油室の圧力変化率、アームシリンダ６のロッド側油室の圧力変化率及びボトム側油室の圧力変化率、並びに、バケットシリンダ７のロッド側油室の圧力変化率及びボトム側油室の圧力変化率）の大きさ|Ｐｃ|が、それぞれ所定値Ｐｃ０以下であると判定されると、ステップＳ２３６へ進む。ステップＳ２３３において、ステップＳ２３０で演算した圧力変化率Ｐｃのうち、その大きさ|Ｐｃ|が所定値Ｐｃ０よりも大きいものが少なくとも１つあると判定されると、ステップＳ２３９へ進む。

　ステップＳ２３６において、操縦モード変更判定部２７２は、作業装置１Ａに対する負荷状態は安定しているものとして負荷安定フラグをオンに設定し、図２０に示す負荷状態判定処理を終了し、図１９に示すステップＳ１４２へ進む。ステップＳ２３９において、操縦モード変更判定部２７２は、作業装置１Ａに対する負荷状態は安定していないものとして負荷安定フラグをオフに設定し、図２０に示す負荷状態判定処理を終了し、図１９に示すステップＳ１４２へ進む。

　図１９に示すように、ステップＳ１４２において、操縦モード変更判定部２７２は、静止状態フラグがオンに設定されているか否かを判定する。ステップＳ１４２において、静止状態フラグがオンに設定されていると判定されるとステップＳ２４４へ進み、静止状態フラグがオンに設定されていない（オフに設定されている）と判定されると図１９のフローチャートに示す処理を終了する。

　ステップＳ２４４において、操縦モード変更判定部２７２は、負荷安定フラグがオンに設定されているか否かを判定する。ステップＳ２４４において、負荷安定フラグがオンに設定されていると判定されるとステップＳ１４６へ進み、負荷安定フラグがオンに設定されていない（オフに設定されている）と判定されると図１９のフローチャートに示す処理を終了する。

　ステップＳ１４６において、操縦モード変更判定部２７２は、モード変更条件が成立したものとして、操縦モード変更許可指令を操縦モード変更実行部１７３へ出力し、図１９のフローチャートに示す処理を終了する。

　負荷状態が安定していない場合に自動操縦を開始した場合、作業によっては、適切な作業が行えない場合がある。第２実施形態に係る制御装置２７０は、油圧ショベル１が静止状態であるか否かだけでなく、アクチュエータ（油圧シリンダ５，６，７）の負荷に基づいて、モード変更条件が成立しているか否かを判定する。制御装置２７０は、油圧ショベル１が静止状態であり、かつ、作業装置１Ａの負荷が安定している状態であるときに、モード変更条件が成立したものとして、操縦モードの変更が許可される。

　このため、第２実施形態によれば、上記第１実施形態と同様の作用効果に加え、例えば、転圧作業において、作業姿勢が一時的に殆ど変化のない状態であっても、負荷状態が不安定な状態（外乱がある状況）において、操縦モードの変更が行われることが防止される。このため、負荷状態が安定していない場合において自動操縦がなされることにより、作業が適切に行えなくなるといった問題を回避することができる。

　＜第２実施形態の変形例＞
　上記第２実施形態では、油圧シリンダ５，６，７の圧力変化率を加味して、モード変更条件が成立しているか否かを判定する例について説明したが、これに代えて、油圧シリンダ５，６，７の圧力の大きさを加味して、モード変更条件が成立しているか否かを判定してもよい。

　操縦モード変更判定部２７２は、油圧ショベル１が静止状態であり、かつ、作業装置１Ａが無負荷状態である場合に、モード変更条件が成立したと判定する。また、操縦モード変更判定部２７２は、油圧ショベル１が静止状態でない場合、あるいは、作業装置１Ａが無負荷状態でない場合には、モード変更条件は成立していないと判定する。

　なお、操縦モード変更判定部２７２は、負荷検出装置５１で検出された油圧シリンダ５，６，７のいずれかの圧力が予め定めた圧力閾値以上となったときには作業装置１Ａは負荷状態であると判定し、油圧シリンダ５，６，７の全ての圧力が予め定めた圧力閾値未満であるときには作業装置１Ａは無負荷状態であると判定する。

　無負荷状態でない場合に自動操縦を開始した場合、作業によっては、適切な作業が行えない場合がある。第２実施形態の変形例によれば、無負荷状態でない場合において、操縦モードの変更が行われることが防止される。このため、無負荷状態でない場合（外乱がある状況）において自動操縦がなされることにより、作業が適切に行えなくなるといった問題を回避することができる。

　＜第３実施形態＞
　図２１～図２３を参照して、第３実施形態に係る油圧ショベル１の制御システム３０７について説明する。なお、図中、第１実施形態と同一もしくは相当部分には同一の参照番号を付し、相違点を主に説明する。図２１は、図７と同様の図であり、第３実施形態に係る制御システム３０７の機能ブロック図である。

　上記第１実施形態では、モード変更条件が成立してから所定時間ｔ０経過した後に操縦モードを切り替える例（図１１参照）について説明した。これに対して第３実施形態では、モード変更条件が成立すると、モード変更条件が成立していることを表す情報を含む確認操作画面３５３（図２２参照）を表示装置５３の表示画面に表示させ、オペレータによる確認操作がなされた場合に操縦モードを切り替える。

　図２１に示すように、操縦モード変更実行部３７３は、操縦モード変更判定部１７２から操縦モード変更許可指令が入力されると、発光装置５２による報知の実行を許可するための報知許可指令を外部報知制御部１７８へ出力する。さらに、操縦モード変更実行部３７３は、表示装置５３の表示画面に確認操作画面３５３を表示させるための確認操作画面表示指令を表示制御部３７６へ出力する。

　表示制御部３７６は、操縦モード変更実行部３７３から確認操作画面表示指令が入力されると、確認操作画面データを生成し、表示装置５３の表示画面に確認操作画面３５３（図２２参照）を表示させる。図２２は、表示装置５３兼入力装置４３であるタッチパネルの表示画面に表示される確認操作画面３５３の一例について示す図である。図２２に示すように、確認操作画面３５３は、モード変更条件が成立しており、操縦モードの変更が行われることをオペレータに知らせるためのメッセージ画像３５３ａと、操縦モードの変更の実行を許可するための確認操作領域３５３ｂと、操縦モードの変更の実行を禁止するためのキャンセル操作領域３５３ｃと、を有する。メッセージ画像３５３ａは、例えば「操縦モードを自動操縦モードへ切り替えます。よろしければ、確認ボタンをタッチしてください。」といったメッセージの画像である。

　オペレータによって、確認操作領域３５３ｂがタッチ操作されると、入力装置（タッチパネル）４３から操縦モード変更実行部３７３へ確認操作指令が出力される。オペレータによって、キャンセル操作領域３５３ｃがタッチ操作されると、入力装置（タッチパネル）４３から操縦モード変更実行部３７３へキャンセル操作指令が出力される。操縦モード変更実行部３７３は、入力装置４３から確認操作指令が入力されると、現在の操縦モードとは異なる操縦モードを設定するための操縦モード設定指令を操縦モード記憶部１７４に出力する。

　図２３を参照して、制御装置（操縦モード変更実行部３７３）３７０により実行される操縦モード変更実行処理の一例について説明する。図２３は、図１１と同様の図であり、図１１の処理と同じ処理には同じ符号を付している。図２３では、図１１のフローチャートのステップＳ１５３の処理に代えて、ステップＳ３５２，Ｓ３５３の処理が実行される。

　図２３に示すように、ステップＳ１５０において、操縦モード変更実行部３７３は、報知許可指令を外部報知制御部１７８へ出力してステップＳ３５２へ進む。ステップＳ３５２において、操縦モード変更実行部３７３は、確認操作画面表示指令を表示制御部３７６へ出力してステップＳ３５３へ進む。

　ステップＳ３５３において、操縦モード変更実行部３７３は、入力装置４３から確認操作指令が入力されたか否かを判定する。ステップＳ３５３の処理は、入力装置４３から確認操作指令が入力されるまで繰り返し行われる。ステップＳ３５３において、入力装置４３から確認操作指令が入力されたと判定されると、ステップＳ１５６へ進む。

　ステップＳ１５６において、操縦モード変更実行部３７３は、操縦モード設定指令を操縦モード記憶部１７４へ出力し、図２２のフローチャートに示す処理を終了する。なお、図示はしないが、操縦モード変更実行部３７３は、入力装置４３からキャンセル操作指令が入力されたか否かの監視を行っている。操縦モード変更実行部３７３は、入力装置４３からキャンセル操作指令が入力された場合、操縦モードの変更は中止されたものとして、所定の初期化処理を行い、再び、操縦モード変更検出処理（図８参照）を行う。

　このように、第３実施形態に係る制御装置３７０は、モード変更条件が成立していると判定されると、モード変更条件が成立していることを表す情報を含む画像（例えば、確認操作画面３５３）を表示装置５３の表示画面に表示させる。さらに、その後、所定の入力（例えば、確認操作指令の入力）があった場合に、油圧ショベル（作業機械）１の操縦モードの変更を行う。

　このような第３実施形態によれば、発光装置５２により、油圧ショベル１の周囲に操縦モードが変更されることを知らせるための報知が行われた後、オペレータの確認操作のタイミングで操縦モードの変更が行われる。したがって、オペレータは、油圧ショベル１の周囲の作業者の数、作業内容等、周囲の環境に応じて、操縦モードの変更が実行されるタイミングを調整することができる。

　また、発光装置５２により、油圧ショベル１の周囲に操縦モードが変更されることを知らせるための報知が行われた後、油圧ショベル１の周囲の作業者から操縦モードの変更を実行しないで欲しいといった要望がある場合に、操縦モードの変更をキャンセルすることもできる。

　なお、操縦モード変更実行部３７３は、入力装置４３から確認操作指令が入力された場合に、さらに静止状態判定処理を実行し、油圧ショベル１が静止状態である場合に、操縦モードの変更を実行するようにしてもよい。この場合、操縦モード変更判定部１７２及び操縦モード変更実行部３７３のそれぞれで油圧ショベル１の静止状態を判定する２段階認証となるため、静止状態での操縦モードの変更の確実性をより高めることができる。

　＜第４実施形態＞
　図２４を参照して、第４実施形態に係る油圧ショベル１の制御システム４０７について説明する。なお、図中、第１実施形態と同一もしくは相当部分には同一の参照番号を付し、相違点を主に説明する。図２４は、図７と同様の図であり、第４実施形態に係る制御システム４０７の機能ブロック図である。

　上記第１実施形態では、操縦モードとして、自動操縦モードと手動操縦モードとがあり、自動操縦モードと手動操縦モードとの間で操縦モードが切り替えられる場合について説明した。これに対して、第４実施形態では、操縦モードとして、油圧ショベル１の運転室１７内に設けられる操作装置４５，４６，４７の操作により運転される搭乗操縦モードと、油圧ショベル１の外部からの操作指令に基づいて運転される外部指令操縦モードとがあり、搭乗操縦モードと外部指令操縦モードとの間で操縦モードが切り替えられる場合について説明する。なお、搭乗操縦モードは、第１実施形態で説明した手動操縦モードに相当する。

　第４実施形態に係る制御装置４７０は、搭乗操縦モードが設定されているときにモード変更スイッチ４１が操作され、モード変更条件が成立した場合には操縦モードを外部指令操縦モードに切り替える。また、制御装置４７０は、外部指令操縦モードが設定されているときにモード変更スイッチ４１が操作され、モード変更条件が成立した場合には操縦モードを搭乗操縦モードに切り替える。

　図２４に示すように、本実施形態に係る制御システム４０７は、第１実施形態で説明した構成に加え、油圧ショベル１を遠隔地から操作するための遠隔操作装置４４０と、油圧ショベル１の周囲等を撮影するための撮影装置４６１と、遠隔操作装置４４０と無線通信によって情報のやりとりを行うための通信装置４６２と、を備えている。

　撮影装置４６１は、バケット１０及びバケット１０の周囲を撮影するための車載カメラ、及び、油圧ショベル１の周囲を撮影するための周囲監視カメラを含む。車載カメラは、運転室１７の上部等に取り付けられる。周囲監視カメラは、上部旋回体１２に複数取り付けられる。

　通信装置４６２は、通信アンテナを有し、無線基地局４６３及び通信回線４６９等を介して、遠隔操作装置４４０と通信を行うための装置であり、運転室１７の上部等に取り付けられる。通信回線４６９は、携帯電話事業者等が展開する携帯電話通信網（移動通信網）、インターネット等である。このように、本実施形態に係る制御システム４０７では、油圧ショベル１と遠隔操作装置４４０との間で広域ネットワークの通信回線４６９を介して双方向通信を行うことができるように構成されている。

　制御装置４７０は、第１実施形態で説明した機能に加え、画像送信制御部４８１としての機能を有する。画像送信制御部４８１は、撮影装置４６１で撮影した映像を通信装置４６２を介して遠隔操作装置４４０に送信する。

　遠隔操作装置４４０は、操作レバーと、操作レバーの操作量及び操作方向に応じた操作指令を通信回線４６９を介して油圧ショベル１に送信する通信装置と、通信装置を介して受信した映像を表示画面に表示させる表示装置と、を有する。

　電磁比例弁制御部４７５は、操縦モードが搭乗操縦モードに設定されている場合には、遠隔操作装置４４０からの操作指令を無効とし、操作装置４５，４６，４７からの操作指令を有効とする。つまり、搭乗操縦モードが設定されている状態では、電磁比例弁制御部４７５は、操作装置４５，４６，４７からの操作指令に基づいて電磁弁ユニット１６０に制御信号を出力する。

　電磁比例弁制御部４７５は、操縦モードが外部指令操縦モードに設定されている場合には、操作装置４５，４６，４７からの操作指令を無効とし、遠隔操作装置４４０からの操作指令を有効とする。つまり、外部指令操縦モードが設定されている状態では、電磁比例弁制御部４７５は、遠隔操作装置４４０からの操作指令に基づいて電磁弁ユニット１６０に制御信号を出力する。

　このように、第４実施形態に係る制御システム４０７では、搭乗操縦モードから外部指令操縦モードに操縦モードが変更される前に、発光装置５２によって操縦モードの変更が行われることが油圧ショベル１の周囲に対して報知される。これにより、油圧ショベル（作業機械）１の周囲で作業を行う作業者は、操縦モードが搭乗操縦モードから外部指令操縦モードに変更されることを事前に把握することができる。また、第４実施形態に係る制御システム４０７では、外部指令操縦モードから搭乗操縦モードに操縦モードが変更される前に、発光装置５２によって操縦モードの変更が行われることが油圧ショベル１の周囲に対して報知される。これにより、油圧ショベル（作業機械）１の周囲で作業を行う作業者は、操縦モードが外部指令操縦モードから搭乗操縦モードに変更されることを事前に把握することができる。

　次のような変形例も本発明の範囲内であり、変形例に示す構成と上述の実施形態で説明した構成を組み合わせたり、上述の異なる実施形態で説明した構成同士を組み合わせたり、以下の異なる変形例で説明する構成同士を組み合わせることも可能である。

　＜変形例１＞
　例えば、操縦モードには、上記第１実施形態で説明した自動操縦モード、上記第４実施形態で説明した外部指令操縦モード、並びに、上記第１実施形態及び第４実施形態で説明した搭乗操縦モード（手動操縦モード）の３つの操縦モードが含まれていてもよい。この場合、発光装置５２によって操縦モードの変更の内容に応じた所定の報知を行うことが好ましい。また、モード変更スイッチ４１は、３つの操縦モードを設定するための操作位置を設け、それぞれの操作位置から対応する操縦モードに変更するための指令が出力されるように構成することが好ましい。

　この変形例では、遠隔操作装置４４０には、自動操縦モードと外部指令操縦モードとの間で操縦モードを切り替えるためのモード変更スイッチが設けられる。遠隔操作装置４４０のモード変更スイッチが操作されることにより、自動操縦モードから外部指令操縦モードに切り替えるための操縦モード変更指令、または、外部指令操縦モードから自動操縦モードに切り替えるための操縦モード変更指令が、無線通信により油圧ショベル１の制御装置に送信される。

　このような変形例によれば、自動操縦モードから外部指令操縦モードに操縦モードを切り替えることができる。したがって、例えば、自動運転中にハードウェアまたはソフトウェアの障害により自動運転が適切に行われなくなってしまう失陥が生じた場合において、油圧ショベル１に近づくことなく、遠隔から油圧ショベル１を操作することにより、復旧作業を効率的に行うことができる。また、復旧作業の際、油圧ショベル１を操作するために、オペレータが油圧ショベル１に近づく必要がないので、オペレータが立ち入ることのできないような作業現場において、油圧ショベル１による自動運転を行うこともできる。

　＜変形例２＞
　上記実施形態では、被駆動部材の速度（角速度）に基づいて、油圧ショベル１が静止状態であるか否かを判定する例について説明したが、本発明はこれに限定されない。油圧ショベル１の静止状態の判定方法は、種々の方法を採用することができる。

　＜変形例２－１＞
　例えば、制御装置５７０は、ゲートロックレバー装置１４がロック位置に操作されている場合に、油圧ショベル１は静止状態であると判定してもよい。図２５は、変形例２－１に係る制御システム５０７の機能ブロック図である。図２５に示すように、操縦モード変更判定部５７２は、ゲートロックレバー装置１４からの信号に基づいて、モード変更条件が成立しているか否かを判定する。操縦モード変更判定部５７２は、上記第１実施形態と同様、操縦モード変更判定処理（図９参照）を実行する。操縦モード変更判定部５７２は、図９のステップＳ１２０において、ゲートロックレバー装置１４の操作位置を表す情報を取得し、ステップＳ１２６へ進んで静止状態判定処理を実行する。

　図２６は、変形例２－１に係る制御装置（操縦モード変更判定部５７２）５７０により実行される静止状態判定処理の一例について示すフローチャートである。図２６に示すように、ステップＳ５３３において、操縦モード変更判定部５７２は、ゲートロックレバー装置１４がロック位置に操作されているか否かを判定する。ステップＳ５３３において、ゲートロックレバー装置１４がロック位置に操作されていると判定されると、ステップＳ１３６へ進む。ステップＳ５３３において、操縦モード変更判定部５７２は、ゲートロックレバー装置１４がロック位置に操作されていない（すなわちロック解除位置に操作されている）と判定されると、ステップＳ１３９へ進む。

　ステップＳ１３６において、操縦モード変更判定部５７２は、油圧ショベル１は静止状態であるものとして静止状態フラグをオンに設定し、図２６に示す静止状態判定処理を終了し、図９に示すステップＳ１４２へ進む。ステップＳ１３９において、操縦モード変更判定部５７２は、油圧ショベル１は静止状態でないものとして静止状態フラグをオフに設定し、図２６に示す静止状態判定処理を終了し、図９に示すステップＳ１４２へ進む。

　＜変形例２－２＞
　制御装置６７０は、エンジン１８が停止状態である場合に、油圧ショベル１は静止状態であると判定してもよい。図２７は、変形例２－２に係る制御システム６０７の機能ブロック図である。図２７に示すように、操縦モード変更判定部６７２は、エンジン回転数検出装置４２からの信号に基づいて、モード変更条件が成立しているか否かを判定する。操縦モード変更判定部６７２は、上記第１実施形態と同様、操縦モード変更判定処理（図９参照）を実行する。操縦モード変更判定部６７２は、図９のステップＳ１２０において、エンジン回転数検出装置４２で検出されたエンジン回転数の情報を取得し、ステップＳ１２６へ進んで静止状態判定処理を実行する。

　図２８は、変形例２－２に係る制御装置（操縦モード変更判定部６７２）６７０により実行される静止状態判定処理の一例について示すフローチャートである。図２８に示すように、ステップＳ６３３において、操縦モード変更判定部６７２は、ステップＳ１２０で取得したエンジン回転数に基づいて、エンジン１８が停止状態であるか否かを判定する。ステップＳ６３３において、エンジン回転数が予め定められた所定回転数未満である場合、操縦モード変更判定部６７２は、エンジン１８が停止状態であると判定し、ステップＳ１３６へ進む。ステップＳ６３３において、エンジン回転数が予め定められた所定回転数以上である場合、操縦モード変更判定部６７２は、エンジン１８は停止状態でないと判定し、ステップＳ１３９へ進む。

　ステップＳ１３６において、操縦モード変更判定部６７２は、油圧ショベル１は静止状態であるものとして静止状態フラグをオンに設定し、図２８に示す静止状態判定処理を終了し、図９に示すステップＳ１４２へ進む。ステップＳ１３９において、操縦モード変更判定部６７２は、油圧ショベル１は静止状態でないものとして静止状態フラグをオフに設定し、図２８に示す静止状態判定処理を終了し、図９に示すステップＳ１４２へ進む。

　なお、エンジン回転数に基づいて、エンジン１８が停止状態であるか否かを判定することに代えて、ＣＡＮ等の車載ネットワークからエンジン１８の運転状態に関する情報を取得し、取得した情報に基づいてエンジン１８が停止状態であるか否かを判定してもよい。

　本変形例によれば、オペレータは、操縦モードを切り替えるためには、イグニッションスイッチ（エンジンキースイッチ）をオフに操作した後、オン位置に操作する必要がある。本変形例では、操縦モードが切り替わる際、エンジン１８が停止することになるため、油圧ショベル１の周囲の作業者に対して、操縦モードが変更される旨を知らせるための時間を容易に確保することができる。

　＜変形例３＞
　上記実施形態では、ブーム８、アーム９及びバケット１０の姿勢に関する情報を取得するためのセンサとして、ブーム８、アーム９及びバケット１０の角度を検出する角度センサを用いる例について説明したが、本発明はこれに限定されない。ブーム８、アーム９及びバケット１０の姿勢に関する情報を取得するためのセンサとして、ブームシリンダ５、アームシリンダ６及びバケットシリンダ７のストローク量を検出するストロークセンサを用いてもよい。この場合、制御装置１７０は、ストロークセンサで検出されたストローク量の時間変化率に基づいて、作業装置１Ａが静止状態であるか否かを判定することができる。

　＜変形例４＞
　上記実施形態では、油圧ショベル１の周囲に報知を行う報知装置として発光装置５２を設ける例について説明したが、本発明はこれに限定されない。操縦モードが切り替えられることを周囲に知らせるためのメッセージを表示する表示パネルを報知装置として設けてもよい。また、操縦モードが切り替えられることを周囲に知らせるためのメッセージを音声により出力したり、予め定められた警告音を出力したりする音出力装置を報知装置として設けてもよい。

　＜変形例５＞
　上記実施形態では、モード変更スイッチ４１がモーメンタリ動作型のトグルスイッチである例について説明したが、本発明はこれに限定されない。モード変更スイッチ４１はオルタネイト動作型のスイッチであってもよい。

　＜変形例６＞
　上記実施形態で説明した制御装置の機能は、それらの一部または全部をハードウェア（例えば各機能を実行するロジックを集積回路で設計する等）で実現してもよい。

　以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

　１…油圧ショベル（作業機械）、１Ａ…作業装置、１Ｂ…機体、３…走行油圧モータ（アクチュエータ）、４…旋回油圧モータ（アクチュエータ）、５…ブームシリンダ（アクチュエータ）、６…アームシリンダ（アクチュエータ）、７…バケットシリンダ（アクチュエータ）、８…ブーム（被駆動部材）、９…アーム（被駆動部材）、１０…バケット（被駆動部材）、１１…下部走行体（被駆動部材）、１２…上部旋回体（被駆動部材）、１４…ゲートロックレバー装置（ロックレバー装置）、１６ａ～１６ｆ…圧力センサ（負荷センサ）、１７…運転室、１８…エンジン、１９…クローラベルト（被駆動部材）、４１…モード変更スイッチ、４２…エンジン回転数検出装置、４３…入力装置、４５，４６，４７…操作装置、５０…姿勢検出装置、５１…負荷検出装置、５２…発光装置（報知装置）、５３…表示装置、１０７，１０７Ａ，１０７Ｂ，２０７，３０７，４０７，５０７，６０７…制御システム、１７０，１７０Ａ，１７０Ｂ，２７０，３７０，４７０，５７０，６７０…制御装置、４４０…遠隔操作装置

Claims (10)

1. 　機体と、前記機体に取り付けられる作業装置と、作業機械を制御する制御装置と、を備える作業機械において、
   　前記制御装置は、
   　操縦モードの変更指令が検出されると、前記作業機械が静止状態である条件を含むモード変更条件が成立しているか否かを判定し、
   　前記モード変更条件が成立している場合に、前記作業機械の操縦モードの変更を行う、
   　ことを特徴とする作業機械。
2. 　請求項１に記載の作業機械において、
   　報知装置を備え、
   　前記制御装置は、前記作業機械の操縦モードの変更の前に、前記報知装置によって前記操縦モードの変更が行われることを前記作業機械の周囲に知らせるための報知を行わせる、
   　ことを特徴とする作業機械。
3. 　請求項１に記載の作業機械において、
   　アクチュエータと、前記アクチュエータによって駆動される被駆動部材と、前記アクチュエータの負荷を検出する負荷センサと、を備え、
   　前記制御装置は、
   　前記アクチュエータの負荷に基づいて、前記モード変更条件が成立しているか否かを判定する、
   　ことを特徴とする作業機械。
4. 　請求項１に記載の作業機械において、
   　アクチュエータと、前記アクチュエータによって駆動される被駆動部材と、前記アクチュエータを操作するための操作装置と、を備え、
   　前記制御装置は、
   　前記操作装置の操作に基づいて、前記モード変更条件が成立しているか否かを判定する、
   　ことを特徴とする作業機械。
5. 　請求項１に記載の作業機械において、
   　表示装置を備え、
   　前記制御装置は、
   　前記モード変更条件が成立していると判定されると、前記モード変更条件が成立していることを表す情報を前記表示装置の表示画面に表示させ、
   　その後、所定の入力があった場合に、前記作業機械の操縦モードの変更を行う、
   　ことを特徴とする作業機械。
6. 　請求項１に記載の作業機械において、
   　アクチュエータと、前記アクチュエータによって駆動される被駆動部材と、を備え、
   　前記制御装置は、
   　前記被駆動部材の速度に基づいて、前記作業機械が静止状態であるか否かを判定する、
   　ことを特徴とする作業機械。
7. 　請求項１に記載の作業機械において、
   　アクチュエータと、前記アクチュエータによって駆動される被駆動部材と、前記アクチュエータの動作を禁止するロック位置と前記アクチュエータの動作を許可するロック解除位置とに選択的に操作されるロックレバー装置と、を備え、
   　前記制御装置は、
   　前記ロックレバー装置が前記ロック位置に操作されている場合に、前記作業機械は静止状態であると判定する、
   　ことを特徴とする作業機械。
8. 　請求項１に記載の作業機械において、
   　エンジンを備え、
   　前記制御装置は、
   　前記エンジンが停止状態である場合に、前記作業機械は静止状態であると判定する、
   　ことを特徴とする作業機械。
9. 　請求項１に記載の作業機械において、
   　前記操縦モードには、前記作業機械を自動で運転する自動操縦モードと、前記作業機械を手動で運転する手動操縦モードと、が含まれる、
   　ことを特徴とする作業機械。
10. 　請求項１に記載の作業機械において、
    　前記操縦モードには、前記作業機械の運転室内に設けられる操作装置の操作により運転される搭乗操縦モードと、前記作業機械の外部からの操作指令に基づいて運転される外部指令操縦モードと、が含まれる、
    　ことを特徴とする作業機械。

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