WO2023188131A1 - 作業機械の自動制御システム - Google Patents

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WO2023188131A1
WO2023188131A1 PCT/JP2022/016063 JP2022016063W WO2023188131A1 WO 2023188131 A1 WO2023188131 A1 WO 2023188131A1 JP 2022016063 W JP2022016063 W JP 2022016063W WO 2023188131 A1 WO2023188131 A1 WO 2023188131A1
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WO
WIPO (PCT)
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automatic
control
stability
work
work machine
Prior art date
Application number
PCT/JP2022/016063
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
勝道 伊東
慎二郎 山本
雄一 小川
Original Assignee
日立建機株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 日立建機株式会社 filed Critical 日立建機株式会社
Priority to PCT/JP2022/016063 priority Critical patent/WO2023188131A1/ja
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20—Drives; Control devices
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/24—Safety devices, e.g. for preventing overload

Definitions

  • the present invention relates to an automatic control system for working machines.
  • a working machine such as a hydraulic excavator that has a running traveling body and an upper revolving body that is rotatably provided on the upper part of the traveling body.
  • Patent Document 1 describes a technique for automating the work of such working machines.
  • the excavation start position of the work device is determined based on topographic data indicating the topography measured by a topography sensor that measures the topography, and the work device is moved from the current position of the work device to the excavation start position.
  • Techniques for automating work machines are based on the premise that the scaffolding is stable.
  • the present invention has been made with the aim of solving these problems in view of the above-mentioned circumstances, and is an automatic working machine that can suppress the deterioration of workability of automatic work due to instability of the scaffolding of the working machine.
  • the purpose is to provide a control system.
  • an automatic control system for a work machine includes a work machine having a plurality of driven members driven by a plurality of actuators, and a control device for controlling the work machine.
  • the control device includes an automatic travel control unit that automatically travels the work machine, an automatic work control unit that performs automatic work of the work machine, and determines the stability of a scaffold for the work machine.
  • a stability determining section when the automatic work control section executes the automatic work control after the automatic travel control section executes the automatic travel control, the stability determination section
  • the present invention is characterized in that a stability determination section executes a stability determination, and automatic control of the working machine is executed based on a determination result of the stability determination section.
  • FIG. 2 is a side view showing a coordinate system in the hydraulic excavator of FIG. 1;
  • FIG. 2 is a top view showing a coordinate system in the hydraulic excavator of FIG. 1;
  • FIG. 2 is a hardware configuration diagram of a controller according to a first embodiment.
  • FIG. 3 is a functional block diagram of the controller of the first embodiment (during boarding operation).
  • FIG. 3 is a functional block diagram of the controller of the first embodiment (at the time of automatic control).
  • FIG. 7 is a control flowchart of the automatic control execution management unit 701 according to the first embodiment.
  • 7 is a control flowchart of the stability determination unit 702 of the first embodiment.
  • FIG. 7 is a diagram showing example 1 of measurement results of the vehicle body inclination angle ⁇ when S500 of the first embodiment is executed.
  • FIG. 7 is a diagram showing example 2 of measurement results of the vehicle body inclination angle ⁇ when S500 of the first embodiment is executed.
  • FIG. 3 is a functional block diagram of a controller according to a second embodiment (at the time of automatic control).
  • 7 is a control flowchart of the stability determination unit 702 according to the second embodiment.
  • FIG. 7 is a diagram showing an example of operation of the second embodiment.
  • FIG. 7 is a diagram showing an example of a measurement result of Zl when S501 of the second embodiment is executed.
  • FIG. 7 is a detailed diagram of a solenoid valve unit according to a third embodiment.
  • FIG. 3 is a functional block diagram of a controller according to a third embodiment (at the time of automatic control).
  • 7 is a control flowchart of the stability determination unit 702 according to the third embodiment.
  • 7 is a control flowchart of the stability determination unit 702 according to the fourth embodiment.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a measurement result of a vehicle body inclination angle ⁇ , which is used to explain Modification 1 of the stability determination method.
  • FIG. 7 is a diagram showing an example of a measurement result of the angle ⁇ r (vehicle body tilt angle ⁇ vehicle body tilt angle ⁇ 0 at the time of execution of the determination operation), which is provided for explanation of Modification 2 of the stability determination method.
  • pump 2 when there are multiple identical components, an alphabet may be added to the end of the code (number), but the alphabet will be omitted and the multiple components will be written together. Sometimes. For example, when there are two pumps 2a and 2b, they may be collectively referred to as pump 2.
  • FIG. 1 is a block diagram of a hydraulic excavator according to a first embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a diagram showing a controller for a hydraulic excavator according to a first embodiment of the present invention together with a hydraulic drive device
  • FIG. 3 is a detailed view of the solenoid valve unit 160 in FIG. 2.
  • a hydraulic excavator 1 is composed of an articulated front working device 1A and a vehicle body 1B.
  • the vehicle body 1B is mounted on the lower traveling body 11 and the lower traveling body 11 that travels by left and right traveling hydraulic motors 3a (FIGS. 2 and 3) and 3b (right traveling hydraulic motor 3a, left traveling hydraulic motor 3b). , and an upper revolving body 12 which is rotated by a swing hydraulic motor 4.
  • the front working device 1A is configured by connecting a plurality of driven members (boom 8, arm 9, and bucket 10) that each rotate in the vertical direction.
  • the base end of the boom 8 is rotatably supported at the front of the upper revolving body 12 via a boom pin.
  • An arm 9 is rotatably connected to the tip of the boom 8 via an arm pin, and a bucket 10 is rotatably connected to the tip of the arm 9 via a bucket pin.
  • Boom 8 is driven by boom cylinder 5
  • arm 9 is driven by arm cylinder 6
  • bucket 10 is driven by bucket cylinder 7.
  • a boom angle sensor 30 is installed on the boom pin, an arm angle sensor 31 is installed on the arm pin, and a bucket angle sensor is installed on the bucket link 13 so that rotation angles ⁇ , ⁇ , and ⁇ (see FIG. 4A) of the boom 8, arm 9, and bucket 10 can be measured.
  • 32 is attached to the upper rotating body 12, and a vehicle body inclination angle sensor 33 is attached to the upper rotating body 12 to detect the inclination angle ⁇ (see FIG. 4A) of the upper rotating body 12 (vehicle body 1B) with respect to a reference plane (for example, a horizontal plane).
  • a reference plane for example, a horizontal plane
  • each of the angle sensors 30, 31, and 32 can be replaced with an angle sensor relative to a reference plane (for example, a horizontal plane).
  • a swing angle sensor 34 is attached to the swing center axis (also referred to as the swing axis) so that the relative angle ⁇ (see FIGS. 4A and 4B) between the upper swing structure 12 and the lower traveling structure 11 can be measured.
  • a right travel lever 23a for operating the right travel hydraulic motor 3a (lower traveling body 11) and a lever for operating the left traveling hydraulic motor 3b (lower traveling body 11).
  • a left travel lever 23b for operating the boom cylinder 5 (boom 8) and a bucket cylinder 7 (bucket 10);
  • a left operating lever 22b for operating the body 12) is installed.
  • the running right lever 23a, the running left lever 23b, the operating right lever 22a, and the operating left lever 22b may be collectively referred to as operating devices 22 and 23.
  • an engine speed setting device 480 for setting the engine speed is installed in the driver's cab 120.
  • the hydraulic pumps 2a, 2b are variable displacement pumps whose capacities are controlled by regulators 2aa, 2ba, and the pilot pump 48 is a fixed displacement pump. Hydraulic pump 2 and pilot pump 48 suck hydraulic oil from tank 200.
  • the control signal output from the controller 40 is input to the regulators 2aa and 2ba. Although detailed configurations of the regulators 2aa and 2ba are omitted, the discharge flow rates of the hydraulic pumps 2a and 2b are controlled according to the control signals.
  • the lock valve 39 is an electromagnetic switching valve, and its electromagnetic drive section is electrically connected to a position detector of a gate lock lever (not shown) disposed in the operator's cab 120 (FIG. 1).
  • the position of the gate lock lever is detected by a position detector, and a signal corresponding to the position of the gate lock lever is input from the position detector to the lock valve 39.
  • the operating devices 22 and 23 are of an electric lever type, and generate electric signals according to the amount and direction of operation by the operator.
  • the electric signal generated in this way is input to the control controller 40, and the control controller 40 controls the electromagnetic proportional valves 50 to 55 (see FIG. 3) in accordance with the operations input to the operating devices 22 and 23.
  • An electrical signal is output to the unit 160.
  • the electromagnetic proportional valves 50 to 55 are supplied to the hydraulic actuators 150a to 155b of the corresponding flow rate control valves 15a to 15f via pilot lines 140a to 145b in accordance with input electric signals, and these flow rate control valves 15a to 15f It is used as a control signal to drive.
  • the pressure oil discharged from the hydraulic pump 2 passes through flow control valves 15a, 15b, 15c, 15d, 15e, and 15f to the traveling right hydraulic motor 3a, the traveling left hydraulic motor 3b, the swing hydraulic motor 4, the boom cylinder 5, and the arm. It is supplied to cylinder 6 and bucket cylinder 7. As the boom cylinder 5, arm cylinder 6, and bucket cylinder 7 expand and contract with the supplied pressure oil, the boom 8, arm 9, and bucket 10 rotate, respectively, and the position and attitude of the bucket 10 change. Moreover, the swing hydraulic motor 4 is rotated by the supplied pressure oil, so that the upper swing structure 12 swings with respect to the lower traveling structure 11 . The lower traveling body 11 travels by rotating the traveling right hydraulic motor 3a and the traveling left hydraulic motor 3b by the supplied pressure oil.
  • the swing hydraulic motor 4, boom cylinder 5, arm cylinder 6, and bucket cylinder 7 are equipped with pressure sensors 16a to 16f and 16k to 16l so that their actuator pressures can be detected.
  • the pressure sensors 16a to 16f, 16k to 16l detect the pressure of the input and output lines of the swing hydraulic motor 4, the bottom side pressure and the rod side pressure of the boom cylinder 5, arm cylinder 6, and bucket cylinder 7, respectively, and It is output as a signal to the controller 40 (in FIG. 2, connection lines from the pressure sensors 16a to 16f, 16k to 16l to the controller 40 are not shown due to space constraints).
  • Pressure sensors 16g to 16j are provided in the flow paths where the travel hydraulic motors 3a, 3b and the flow control valves 15e, 15f are connected so that the actuator pressures of the travel hydraulic motors 3a, 3b can be detected.
  • the pressure sensors 16g to 16j detect the respective pressures of the input and output lines of the travel hydraulic motors 3a and 3b, and output them as electrical signals to the controller 40 (in FIG. 2, the pressure sensors 16g to 16j are connected to the controller 40). Lines are not shown due to space constraints).
  • the engine 18 includes an engine controller 470 that controls the rotation speed of the engine 18 in accordance with a control signal from the controller 40.
  • the engine 18 includes an engine rotation speed detection device 490 that is a rotation sensor for detecting the engine rotation speed.
  • the solenoid valve unit 160 has a primary port side connected to the pilot pump 48 via the pump line 130, and has an electromagnetic proportional valve that reduces the pilot pressure from the pilot pump 48 and outputs it to the pilot lines 140a to 145b. It is equipped with valves 50a to 55b.
  • the pilot lines 140a to 145b are equipped with pressure sensors 17a to 17l so as to detect the output pressures of the electromagnetic proportional valves 50a to 55b.
  • the electromagnetic proportional valves 50a to 55b have a minimum opening degree when not energized, and the opening degree increases as the current, which is a control signal from the controller 40, increases. In this way, the opening degree of each electromagnetic proportional valve 50a to 55b corresponds to the control signal from the controller 40.
  • the electromagnetic proportional valves 54a and 55a drive the traveling hydraulic motor 3 in the direction in which the lower traveling body 11 moves forward, and the electromagnetic proportional valves 54b and 55b drive the traveling hydraulic motor 3 in the direction in which the lower traveling body 11 moves backward.
  • the electromagnetic valve unit 160 configured as described above, when the control signal is output from the controller 40 to drive the electromagnetic proportional valves 50a to 55b, the pilot pressure is maintained even when the corresponding operating devices 22 and 23 are not operated by the operator. Therefore, the operation of each actuator (3 to 7) can be forcibly generated.
  • FIG. 4A and 4B are diagrams for explaining the shovel coordinate system, with FIG. 4A showing a side view and FIG. 4B showing a top view.
  • an excavator coordinate system is defined for the hydraulic excavator 1.
  • the shovel coordinate system is an XYZ coordinate system that is fixed with respect to the lower traveling body 11, and has a Z axis that passes through the rotation center point in a direction along the rotation center axis of the upper rotating body 12 and has a positive upward direction, and a Z axis that is positive upward.
  • X is a direction along the plane in which the front working device 1A operates, passes through the base end of the boom perpendicular to the Z axis, and the forward direction is positive.
  • a vehicle body coordinate system is set having a Y-axis that passes through the intersection of the Z-axis and the X-axis and has a positive direction toward the front of the paper in FIG. 4A so as to be a right-handed coordinate system.
  • the distance from the intersection of the X-axis and Z-axis (origin O) to the base end of the boom is L0
  • the length of the boom 8 (the straight line distance between the connecting parts at both ends)
  • the length of the arm 9 (the straight line distance between the connecting parts at both ends).
  • the length of the bucket 10 (the straight line distance between the connecting part and the toe) is L2
  • the angle between the boom 8 and the XY plane (the straight line in the length direction) is L3.
  • the rotation angle ⁇ (relative angle to the The relative angle of the straight line in the direction)
  • the angle formed by the lower traveling body 11 and the upper rotating body 12 (the relative angle between the center line of the front device 1A and the X-axis when looking down on the XY plane from above the Z-axis) , see FIG. 4A) is defined as the rotation angle (relative angle) ⁇ .
  • the coordinates of the bucket toe position and the attitude of the front working device 1A in the shovel coordinate system can be expressed as L0, L1, L2, L3, ⁇ , ⁇ , ⁇ , and ⁇ .
  • the inclination of the vehicle body 1B of the hydraulic excavator 1 in the longitudinal direction with respect to the horizontal plane is defined as an angle (inclination angle) ⁇ (see FIG. 4A).
  • FIG. 5 is a configuration diagram of a system included in the hydraulic excavator according to the first embodiment of the present invention.
  • the system in FIG. 5 includes an attitude detection device 60, operating devices 22 and 23, an engine speed setting device 480 provided in the driver's cab 120 for setting the engine speed, and a control computer that is a computer that controls the engine speed.
  • the attitude detection device 60 includes a boom angle sensor 30, an arm angle sensor 31, a bucket angle sensor 32, a vehicle body inclination angle sensor 33, and a turning angle sensor 34. These angle sensors 30, 31, 32, and 34 and inclination angle sensor 33 function as an attitude sensor that detects the attitude of the front working device 1A.
  • the hydraulic excavator 1 includes a control switching device 650 that switches the operating state of the hydraulic excavator 1 between a boarding operating state and an automatic control state.
  • the control switching device 650 is provided within the driver's cab 120, for example.
  • the hydraulic excavator 1 operates the operating devices 22 and 23 by an operator boarded in the operator's cab 12, and operates based on signals output from the operating devices 22 and 23.
  • the hydraulic excavator 1 operates based on a signal received by a communication device 670, which will be described later, regardless of the operation of the operating devices 22 and 23 by the operator.
  • automatic control includes automatic travel control that automates travel operations and automatic work control (automatic excavation control) that automates excavation work, which will be described later.
  • the hydraulic excavator 1 is equipped with a self-position detection device 660 that detects the position and orientation of the hydraulic excavator 1.
  • the self-position detection device 660 may be configured with, for example, GNSS (Global Navigation Satellite System), or SLAM (Simultaneous Localization and Mapping) using LiDAR or a stereo camera. ) may be used to detect the self-position. .
  • GNSS Global Navigation Satellite System
  • SLAM Simultaneous Localization and Mapping
  • the hydraulic excavator 1 includes communication devices 670 and 671 that communicate with an external system (in other words, connect the hydraulic excavator 1 and the external system communicably).
  • the communication devices 670 and 671 may be installed in the hydraulic excavator 1 or may be installed outside the hydraulic excavator 1.
  • the communication device (receiving section) 670 and the communication device (transmission section) 671 may be configured as one component or may be configured as separate components.
  • the communication device (reception unit) 670 receives signals related to automatic control of the hydraulic excavator 1 from an external system.
  • the communication device (transmission unit) 671 transmits the state (vehicle body information) of the hydraulic excavator 1 to an external system.
  • the controller 40 includes an input section 91, a central processing unit (CPU) 92 that is a processor, a read-only memory (ROM) 93 and a random access memory (RAM) 94 that are storage devices, and an output section 95.
  • the input unit 91 receives signals from the angle sensors 30 to 32, 34 and the tilt angle sensor 33, which are the attitude detection device 60, signals indicating the operation amount from the operating devices 22, 23, and signals from the engine rotation speed setting device 480.
  • the signal, the signal from the control switching device 650, the signal from the self-position detection device 660, and the signal from the communication device 670 are input and converted so that the CPU 92 can perform calculations.
  • the ROM 93 is a recording medium that stores a control program for executing control contents including processes related to flowcharts to be described later, and various information necessary for executing the flowcharts. Predetermined arithmetic processing is performed on the signals taken in from the input section 91 and memories (93, 94) according to the control program.
  • the output unit 95 generates an output signal according to the calculation result of the CPU 92, and outputs the signal to the engine control controller 470 and the electromagnetic proportional valves 50 to 55, thereby controlling the engine 18 and hydraulic actuators (3 to 7). ) to drive and control.
  • the output unit 95 transmits the state of the hydraulic excavator 1 to the outside of the hydraulic excavator 1 (external system) by transmitting the calculation result of the CPU 92 to the communication device 671.
  • controller 40 in FIG. 5 is equipped with semiconductor memories called ROM 93 and RAM 94 as storage devices, any storage device can be used instead, and for example, it may be equipped with a magnetic storage device such as a hard disk drive.
  • FIG. 6 and 7 are functional block diagrams of the controller 40.
  • FIG. 6 shows a functional block diagram that is executed when the control switching device 650 is in the onboard operation state (manual operation by the operator on board)
  • FIG. 7 is a functional block diagram executed when the control switching device 650 is in the automatic control state (the operator A functional block diagram that is executed during automatic operation (without manual operation) is shown.
  • the controller 40 includes an electromagnetic proportional valve control section 44, an automatic control calculation section 700, a target operation calculation section 710, and an engine rotation speed setting section 740.
  • Engine speed setting section 740 sets a target engine speed based on the signal from engine speed setting device 480, and sends a signal corresponding to the set target engine speed to engine control controller 470. Output.
  • the target motion calculation unit 710 (FIG. 6) operates the electromagnetic proportional valves 50 to 55 corresponding to the operation of the operating devices 22 and 23 based on the operation signals output from the operating devices 22 and 23 and the signal from the attitude detection device 60.
  • the target control pressure is calculated and output.
  • the specific content of the calculation is that the target control pressures for the electromagnetic proportional valves corresponding to the operation signals as shown in FIG. 8 are set in advance as a table, and the target control pressures for the proportional electromagnetic valves 50 to 55 are output in accordance with this table.
  • the automatic control calculation unit 700 (FIG. 7) performs various types of functions for executing automatic control based on the signal received from the communication device 670, the signal from the attitude detection device 60, and the signal from the self-position detection device 660. The calculation is executed and the calculation results (target control pressure of the electromagnetic proportional valves 50 to 55, state of the hydraulic excavator 1, etc.) are output.
  • the automatic control calculation unit 700 includes an automatic control execution management unit 701, a stability determination unit 702, an automatic travel control unit 703, and an automatic excavation control unit (automatic work control unit) 704.
  • the automatic control execution management unit 701 manages which control among the stability determination unit 702, automatic travel control unit 703, and automatic excavation control unit 704 is to be executed. Details will be explained in the control flowchart described later.
  • the stability determination unit 702 determines whether the scaffold is stable (scaffold stability) when executing automatic control (for example, automatic excavation control 704) to be executed later. Details will be explained in the control flowchart described later.
  • the automatic travel control unit 703 calculates target control pressures for the electromagnetic proportional valves 54 and 55 for automatically traveling to the target position based on the target position received from the communication device 670 and the signal from the self-position detection device 660. . Specifically, for example, first, the travel right hydraulic motor 3a and the travel left hydraulic motor 3b are operated in different directions so that the current orientation of the undercarriage body 11 matches the orientation to the target position, and After matching the azimuth with the direction to the target position, the travel hydraulic motors 3a and 3b are operated in the forward direction to travel to the target position.
  • the automatic excavation control unit (automatic work control unit) 704 determines the target control pressure of the electromagnetic proportional valves 50 to 53 for automatic excavation based on the target position received from the communication device 670 and the signal from the attitude detection device 60. Calculate. Specifically, for example, the bucket tip (toe) position P (see FIGS. 4A and 4B) is calculated using the result of the attitude detection device 60, and the direction toward the target position is calculated. After that, it is calculated how the actuator of the hydraulic excavator 1 should be operated in order to move it in that direction, and the target control pressure of the electromagnetic proportional valves 50 to 53 to realize this is calculated, and the hydraulic excavator 1 is make it work.
  • the electromagnetic proportional valve control unit 44 (FIGS. 6 and 7) operates according to the target control pressure output from the target operation calculation unit 710 or the automatic control calculation unit 700 (the automatic travel control unit 703 and the automatic excavation control unit 704). , and output control command values for the corresponding electromagnetic proportional valves 50 to 55.
  • Control flowchart> 9 and 10 show control flowcharts of the automatic control execution management section 701 and the stability determination section 702 of the first embodiment.
  • the automatic control execution order and control parameters are received from the external system via the communication device 670 (see the upper diagram of FIG. 11 for a specific example).
  • the received automatic control execution order is referred to to determine whether there is a location where automatic excavation control follows automatic travel control. If there is a location where automatic excavation control continues after automatic travel control (in the case of YES), proceed to S420, and if there is no location where automatic excavation control continues after automatic travel control (in the case of NO), Proceed to S430.
  • the automatic control execution order and control parameters are determined, transmitted to the external system by the communication device 671, and transitioned to a state of waiting for automatic control start command reception from the external system.
  • S440 it is checked at regular intervals whether or not an automatic control start command has been received from the external system via the communication device 670. If it has been received (YES), the process advances to S450, and if it has not been received (NO). ), the process returns to S430.
  • automatic control (stability determination unit 702, automatic travel control unit 703, automatic excavation control unit 704) is executed according to the execution order determined in S430.
  • automatic excavation control section 704 is executed after automatic travel control section 703 is executed. Before this, the stability determination unit 702 will be executed.
  • a determination operation is performed to evaluate stability.
  • the determination operation is a predetermined operation, such as an operation of raising and lowering the boom 8 in a predetermined attitude or an operation of rotating the upper revolving body 12 once in a predetermined attitude.
  • data vehicle body information
  • ⁇ the inclination angle ⁇ of the upper rotating structure 12 (vehicle body 1B) is measured.
  • a stability determination threshold is acquired according to the content of automatic control to be executed after stability determination.
  • the stability determination threshold is set in advance for each content of automatic control to be executed after performing stability determination. For example, when performing automatic control that requires precision, a small (strict) value is set as the threshold, and when performing automatic control that does not require precision, a large (lax) value is set as the threshold.
  • S520 it is determined whether the stability is within the allowable range based on the data acquired in S500 and the stability determination threshold in S510. If the stability is acceptable, that is, the data acquired in S500 is within the stability determination threshold in S510 (in the case of YES), the process ends. If the stability is unacceptable, that is, the data acquired in S500 exceeds the stability determination threshold in S510 (in the case of NO), the process proceeds to S530.
  • the upper diagram in FIG. 11 shows an example of the content that the external system sends to the hydraulic excavator 1.
  • automatically travels to point (Tx1, Ty1) automatically travels to point (Tx2, Ty2), and then passes through point (Dx1, Dy1, Dz1) to point (Dx3, Dy3, Dz3).
  • the external system issues a command to the hydraulic excavator 1 to perform automatic excavation control so as to perform automatic excavation control.
  • the automatic control execution management unit 701 receives the command shown in the upper diagram of FIG. 11 from the external system in S400.
  • automatic travel control (automatic travel control unit 703) is executed so that the vehicles head to their respective target positions.
  • the automatic control system for the hydraulic excavator (work machine) 1 of the present embodiment includes a work machine that has a plurality of driven members driven by a plurality of actuators (3 to 7), and a system that controls the work machine.
  • the control device includes an automatic travel control unit 703 that automatically runs the work machine, and an automatic work control unit (automatic excavation control unit 703 that runs the work machine automatically).
  • the stability determination unit 702 executes stability determination, and based on the determination result of the stability determination unit 702, ( Execute automatic control of the working machine (by at least one of the automatic work control unit (automatic excavation control unit 704) or the automatic travel control unit 703).
  • the control device performs the stability determining unit 702 after automatic travel control and before automatic work control.
  • the stability determination section 702 is performed.
  • the stability determination unit 702 determines the stability based on (dynamic) vehicle body information (for example, inclination angle ⁇ ) obtained when the work machine performs a preset determination operation. do.
  • the stability determination unit 702 determines whether the work machine is tilted by performing a preset determination operation on the work machine (for example, while the work machine is performing a preset determination operation). The stability is determined based on the inclination angle ⁇ of the work machine measured by a measuring device (vehicle body inclination angle sensor 33) that measures the angle ⁇ .
  • the stability determination unit 702 determines that the stability is not stable, it interrupts the automatic control (after the scheduled stability determination) and communicates with the external system via the communication device 671 that communicates with the external system. Notify of interruption.
  • FIG. 14 is a functional block diagram of the controller 40, and shows a functional block diagram executed when the control switching device 650 is in an automatic control state (during automatic operation without operator operation).
  • the second embodiment differs from the first embodiment in that it includes a terrain measuring device 680.
  • the terrain measuring device 680 measures the terrain around (near) the hydraulic excavator 1 and outputs the measurement data to the automatic control calculation section 700 of the control controller 40, and uses LiDAR, stereo camera, millimeter wave radar, ultraviolet radar, etc. It consists of a sonic sensor, etc.
  • the terrain measuring device 680 may be installed in the hydraulic excavator 1, or may be installed outside the hydraulic excavator 1 so as to be able to measure the surroundings of the hydraulic excavator 1.
  • the automatic control calculation section 700 includes an automatic leveling control section (automatic leveling control section) 705.
  • the automatic leveling control unit (automatic ground leveling control unit) 705 performs an operation of leveling the ground around the hydraulic excavator 1 using the bucket 10, and for example, performs a leveling operation (leveling operation) that is programmed in advance. It is configured to output the target control pressure of the electromagnetic proportional valves 50 to 55 so as to perform the operation.
  • stability is determined using the terrain measurement results of the terrain measurement device 680 as a stability evaluation method.
  • the terrain in the vicinity of the final arrival position is measured using a terrain measurement device 680. Therefore, in the automatic control execution management unit 710 of the second embodiment, in S420 of FIG. 9, a position (Tx2' , Ty2'), the stability determination unit 702 is executed to perform topography measurement using the topography measuring device 680 (see FIG. 16).
  • the terrain measuring device 680 is used to measure the terrain at or near the final target position of automatic driving.
  • the stability determination threshold TH is acquired as in the first embodiment.
  • S521 it is determined whether the distance from the reference value in the height direction is less than or equal to the threshold TH as a result of the topographical measurement.
  • the process ends.
  • the process advances to S531.
  • the automatic control execution management unit 701 receives the command shown in the upper diagram of FIG. 11 from the external system.
  • the automatic control execution management unit 701 executes an automatic control execution plan as shown in the right diagram of FIG.
  • No. In order to be able to temporarily stop the automatic driving of No. 2 at the point (Tx2', Ty2') and perform a stability judgment. Insert stability judgment (execution registration) into No.3. Automatic driving is performed so that the remaining section (Ls) can be traveled on the fourth day.
  • the terrain measuring device 680 is used to measure the terrain at or near the travel target position.
  • the stability determination threshold TH is acquired as in the first embodiment.
  • the measurement results of S501 are shown in FIG.
  • the measurement results indicate the measurement results in the site coordinate system XlYlZl linked to the work site (for example, the reference point at the work site is the origin, Xl is the east direction, Yl is the north direction, and Zl is the vertically upward direction).
  • the absolute values of the values of Zl are calculated, and it is determined whether all the absolute values of the values of Zl are less than or equal to the threshold value TH.
  • the automatic leveling control (automatic leveling control unit 705) is executed to perform the pre-programmed operation. , level the ground. After that, No. Resume automatic travel toward the target position in step 4. In other words, after leveling the ground at the travel target position (Tx2, Ty2) at the determination execution position (Tx2', Ty2'), from the determination execution position (Tx2', Ty2') to the travel target position (Tx2, Ty2). ).
  • the stability determination unit 702 determines whether the stability of the work machine is stable based on the topography measurement results of the topography measurement device 680 that measures the topography around the working machine. Determine gender.
  • the stability determining unit 702 determines that the work machine is not stable, it executes an automatic leveling control unit (automatic leveling control unit 705) that levels (levels) the ground around the working machine.
  • automatic leveling control unit 705 automatic leveling control unit 705.
  • the hydraulic excavator 1 is equipped with a blade (earth removal plate) (not shown), and the blade is activated when the scaffolding at the work place is determined to be unstable. Automatic control for leveling the footing is performed.
  • the hydraulic excavator 1 is equipped with an operating device 22c for operating the blade.
  • the operating device 22c (see FIG. 18) is of an electric lever type and generates an electric signal according to the amount and direction of operation by the operator.
  • the electric signal generated in this way is input to the controller 40, and the controller 40 controls the solenoid valve unit 160 in order to drive the solenoid proportional valves 56a, 56b (see FIG. 19) according to the operation input to the operating device 22c.
  • the electromagnetic proportional valve 56 is supplied to the hydraulic actuators 156a, 156b of the corresponding flow rate control valve 15g via pilot lines 146a, 146b in accordance with the input electric signal, and is supplied as a control signal to drive these flow rate control valves 15g. used.
  • Pressure oil discharged from the hydraulic pump 2 is supplied to the blade cylinder 19 via the flow control valve 15g.
  • the blade cylinder 19 expands and contracts with the supplied pressure oil, the blade rotates and the position and attitude of the blade change.
  • the blade cylinder 19 is equipped with pressure sensors 16m and 16n so that its actuator pressure can be detected.
  • the pressure sensors 16m and 16n detect the pressure on the bottom side and the pressure on the rod side of the blade cylinder 19, respectively, and output them as electrical signals to the controller 40 (in FIG. Connection lines are not shown due to space constraints).
  • the electromagnetic valve unit 160 has a primary port side connected to the pilot pump 48 via the pump line 130, and is configured to reduce the pilot pressure from the pilot pump 48 and output it to the pilot lines 146a, 146b. It is equipped with valves 56a and 56b.
  • the pilot lines 146a, 146b are equipped with pressure sensors 17m, 17n so as to detect the output pressures of the electromagnetic proportional valves 56a, 56b.
  • FIG. 20 is a functional block diagram of the controller 40, and shows a functional block diagram executed when the control switching device 650 is in an automatic control state (during automatic operation without operator operation).
  • the automatic control calculation unit 700 includes an automatic finishing control unit (automatic work control unit) 706 (instead of the automatic excavation control unit 704 and the automatic leveling control unit 705), and An earth removal travel control section (automatic ground leveling control section) 707 is provided.
  • the automatic finishing control unit (automatic work control unit) 706 has the same function as the automatic excavation control unit 704, but is a control unit that emphasizes accuracy more than the automatic excavation control unit 704, and has a stability determination threshold that is a stricter threshold.
  • THl ⁇ threshold TH
  • the automatic soil unloading travel control unit (automatic ground leveling control unit) 707 uses a blade (instead of the bucket 10) to level the ground around the hydraulic excavator 1. It is configured to output target control pressures for the electromagnetic proportional valves 54 to 56 so as to perform a ground leveling operation.
  • the third embodiment is similar to the second embodiment in that stability is determined using the terrain measurement results of the terrain measurement device 680 as a stability evaluation method.
  • the automatic travel control is divided into parts, and stability determination is performed in between, as in the second embodiment (see FIG. 16).
  • the terrain measuring device 680 is used to measure the terrain at or near the travel target position (final target position).
  • a stability determination threshold THl ( ⁇ threshold TH) is acquired.
  • a variable for counting the number of stability determinations is initialized (set to 0).
  • stability is determined in the same way as in the second embodiment (S521). As a result of the stability determination, if the stability is acceptable (in the case of YES), the process ends. If the stability is not acceptable (in the case of NO), the process advances to S542.
  • the stability determination unit 702 determines whether the stability of the work machine is stable based on the topography measurement results of the topography measurement device 680 that measures the topography around the working machine. Determine gender.
  • the stability determination unit 702 determines that the work machine is not stable, it executes an automatic ground leveling control unit (automatic soil removal travel control unit 707) that levels (levels) the ground around the working machine.
  • an automatic ground leveling control unit automatic soil removal travel control unit 707 that levels (levels) the ground around the working machine.
  • a threshold value THl ( ⁇ threshold value TH) is acquired as the stability determination threshold value in S512, and if it is determined that the stability determination is not stable in S532, in S542 Land leveling is performed using automatic soil removal travel control (using blades). This allows automatic control to be started on a more stable footing.
  • the automatic control is interrupted and the external system is notified via the communication device 671 that the automatic control has been interrupted.
  • the fourth embodiment will be described using FIG. 22.
  • the fourth embodiment differs from the second and third embodiments in that basically the fourth embodiment does not perform automatic ground leveling control such as automatic leveling control using the bucket 10 or automatic earth removal travel control using a blade, and the scaffolding is Constructed to ensure stability.
  • S503 a determination operation is performed in the same manner as in S500 of the first embodiment.
  • Subsequent S513 is the same as S510 of the first embodiment, and S533 and S553 are the same as S520 of the first embodiment.
  • S523, S563, S573, S583, and S593 are the same as S522, S562, S572, S582, and S592 of the third embodiment.
  • automatic travel control (automatic travel control unit 703) is executed only in a predetermined direction and distance, instead of performing automatic soil unloading travel control (S542).
  • the automatic travel control (automatic travel control unit 703) is executed by changing the travel target position of the automatic travel control from the initial position (by a predetermined direction and distance).
  • the predetermined direction and predetermined distance in S543 can be determined based on a position where automatic excavation control for post-processing can be performed even if the location is moved, and the bucket tip (toe) position P (see FIGS. 4A and B) and It can be determined based on the coordinates of the target position (see FIG. 11).
  • the stability of the scaffolding can be improved by simply controlling automatic travel for a predetermined distance without performing automatic ground leveling control such as automatic leveling control using the bucket 10 or automatic soil removal travel control using the blade. can be ensured.
  • the stability determination unit 702 determines that the hydraulic excavator 1 is not stable, the stability determination unit 702 changes the travel target position of the automatic travel control unit 703 from the initial position. Then, the automatic travel control section 703 executes automatic travel control.
  • the amount of change in the travel target position of the automatic travel control unit 703 is set based on the dimensions of the plurality of driven members (bucket tip (toe) position P, etc.).
  • the number of times the stability determination is determined to be acceptable (corresponding to the number of times automatic travel control is executed by the automatic travel control unit 703) is determined in advance.
  • the automatic travel control by the automatic travel control unit 703 is repeatedly executed until the number of times exceeds the number of times. If the automatic driving control is not determined to be stable even after performing the automatic driving control a predetermined number of times (even if the number of executions of the automatic driving control unit 703 exceeds a preset predetermined number of times), the automatic driving control is interrupted and to notify the external system that automatic control has been interrupted. Thereby, automatic control can be started on a stable footing by simple automatic control (automatic travel control).
  • angle sensors that detect the angles of the boom 8, arm 9, and bucket 10 are used, but the attitude information of the hydraulic excavator 1 may also be calculated using a cylinder stroke sensor instead of an angle sensor. good.
  • the electric lever type hydraulic excavator 1 has been described as an example, if it is a hydraulic pilot type excavator, the configuration may be such that the command pilot pressure generated from the hydraulic pilot is controlled.
  • Each configuration related to the above-mentioned control controller 40 and the functions and execution processing of each configuration are realized in part or in whole by hardware (for example, the logic for executing each function is designed using an integrated circuit). Also good.
  • the configuration of the controller 40 described above may be a program (software) that is read and executed by an arithmetic processing unit (for example, a CPU) to realize each function related to the configuration of the controller 40.
  • Information related to the program can be stored in, for example, a semiconductor memory (flash memory, SSD, etc.), a magnetic storage device (hard disk drive, etc.), a recording medium (magnetic disk, optical disk, etc.), and the like.
  • the inclination angle ⁇ of the upper rotating structure 12 by the vehicle body inclination angle sensor 33 and the measured value at the time of terrain measurement by the terrain measuring device 680 are set to a threshold value TH (or threshold value Although the determination is made based on whether the width is within the width range of THl), it may be configured to compare the difference between the maximum value and the minimum value within a certain section of the measurement data with a threshold value.
  • the inclination angle ⁇ in the longitudinal direction of the upper revolving structure 12 was used for the determination, but the determination may also be made using the inclination angle in the left and right direction of the upper revolving structure 12. The determination may be made using the inclination angle of the body 11 in the front-rear direction or in the left-right direction.
  • the stability was determined using the value (absolute value) of the inclination angle ⁇ directly, but the stability may be determined as follows.
  • ⁇ Modification 1 of stability determination method> As shown in FIG. 23, for the inclination angle ⁇ within the determination action execution section, the largest deviation amount d ⁇ is determined from the inclination angle ⁇ at the start of the determination action execution, and this deviation amount d ⁇ (absolute value) is greater than a predetermined threshold value THm. If so, it is determined that the stability is unacceptable, and if it is less than or equal to the threshold THm, it is determined that the stability is acceptable.
  • the method of determining only based on absolute angles is considered to be possible on flat ground, but the validity of the determination may decrease when the ground is sloped, such as on a slope.
  • the validity of determination on slopes is improved.
  • Modification 1 of this stability determination method is considered to be preferable, for example, to determine the stability of boom raising and lowering operations.
  • the inclination angle ⁇ is measured for a preset static determination time.
  • the vertical axis in FIG. 24 is the angle ⁇ r obtained by subtracting the tilt angle ⁇ 0 at the time of execution of the determination operation from the tilt angle ⁇ .
  • the static stability determination time the time until the angle ⁇ r falls between the determination threshold value -THp and the determination threshold value THq is defined as the static stability time, and stability is determined based on whether or not this static stability time is greater than a predetermined time. I do.
  • the settling time is longer than a predetermined time, it is determined that the stability is unacceptable, and if the settling time is less than or equal to the predetermined time, it is determined that the stability is acceptable.
  • the determination was made based on the settling time of the angle ⁇ r, but the settling time was determined using the angular velocity obtained by differentiating the angle ⁇ r and the angular acceleration obtained by differentiating the angular velocity. may be determined. Further, the above-mentioned angular velocity may be directly measured using, for example, a gyro sensor.
  • the acceleration obtained from the acceleration sensor may be measured and used to determine the settling time.
  • Stability may be evaluated by combining any one of the first embodiment, modification example 1, modification example 2, and variations of modification example 2 regarding the stability determination method.
  • the stability is determined to be acceptable only if all of the determination results are determined to be acceptable, and if the stability is determined to be unacceptable for even one, the stability is determined to be unacceptable. You can also use it as
  • the determination operation may be associated with one or more determination methods in advance, and the determination may be made based on the determination result of the determination method.
  • the target position is received and the control is executed.
  • the configuration can be configured to execute unnecessary and predetermined operations, and the control parameters include the target control pressure of each electromagnetic proportional valve, the target angular velocity of the actuator, the angular velocity of each rotating part, the bucket toe position P, and the bucket 10 and arm.
  • the hydraulic excavator 1 may be configured to receive parameters necessary for operating the hydraulic excavator 1, such as the velocity vector of the position of the connection pin 9.
  • automatic leveling control and automatic soil unloading travel control which are automatic controls for leveling the ground, are configured to be executed immediately after determining that the soil is not stable. It may also be configured to perform automatic ground leveling control based on commands from an external system.
  • the footing when it is determined that the footing is not stable, it is configured to automatically travel in a predetermined direction and distance.
  • the vehicle may be configured to estimate the location and automatically travel to the estimated location.
  • the automatic control calculation unit 700 that executes automatic control of the hydraulic excavator 1 is mounted on the controller 40 mounted on the hydraulic excavator 1, but the mounting location is not limited to this.
  • the configuration may be such that it is implemented in an external system such as a cloud or a server, and the external system transmits a signal to the hydraulic excavator 1 via the communication device 670 to operate the hydraulic excavator 1.
  • the present invention is not limited to the embodiments described above, and includes various modifications.
  • the above-described embodiments have been described in detail to explain the present invention in an easy-to-understand manner, and the present invention is not necessarily limited to having all the configurations described.
  • Terrain measurement device 700 includes Automatic control calculation unit 701... Automatic control execution management unit 702... Stability determination unit 703... Automatic travel control unit 704... Automatic excavation control unit (automatic work control unit) 705...Automatic leveling control section (automatic leveling control section) 706...Automatic finishing control section (automatic work control section) 707...Automatic earth unloading travel control section (automatic soil leveling control section)

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Abstract

作業機械の足場の不安定さによる自動作業の作業性悪化を抑制することができる作業機械の自動制御システムを提供する。作業機械の自動走行を行う自動走行制御部７０３と、作業機械の自動作業を行う自動作業制御部（自動掘削制御部７０４）と、作業機械の足場の安定性を判定する安定性判定部７０２と、を備え、自動走行制御部７０３により自動走行制御を実行した後に自動作業制御部（自動掘削制御部７０４）による自動作業制御の実行がある場合に、前記自動作業制御を実行する前に、安定性判定部７０２による安定性判定を実行し、安定性判定部７０２の判定結果に基づいて作業機械の自動制御を実行する。

Description

作業機械の自動制御システム
　本発明は、作業機械の自動制御システムに関する。
　一般に、走行する走行体と、走行体の上部に旋回自在に設けられた上部旋回体を有する油圧ショベル等の作業機械がある。
　特許文献１では、このような作業機械の作業を自動化する技術が記載されている。
特開２０２０－０２０１５３号公報
　特許文献１では、例えば、地形を計測する地形センサが計測した地形を示す地形データに基づいて、作業装置による掘削開始位置を決定し、作業装置の現在位置から掘削開始位置まで作業装置を移動させる。特許文献１のような作業機械を自動化する技術は、足場が安定していることが前提となっている。
　しかし、ショベルのような作業機械は不整地を走行することがある。例えば、走行も含めたショベルの動作を自動化しようとした場合、走行した先の足場が不安定であると、その後の作業を自動で行う際に安定性が悪く、作業性に影響を与える可能性がある。
　本発明は、上記如き実情に鑑みこれらの課題を解決することを目的としてなされたものであり、作業機械の足場の不安定さによる自動作業の作業性悪化を抑制することができる作業機械の自動制御システムを提供することを目的とする。
　上記課題を解決するために、本発明の作業機械の自動制御システムは、複数のアクチュエータによって駆動する複数の被駆動部材を有する作業機械と、前記作業機械を制御する制御装置と、を備える作業機械の自動制御システムにおいて、前記制御装置は、前記作業機械の自動走行を行う自動走行制御部と、前記作業機械の自動作業を行う自動作業制御部と、前記作業機械の足場の安定性を判定する安定性判定部と、を備え、前記自動走行制御部により自動走行制御を実行した後に前記自動作業制御部による自動作業制御の実行がある場合に、前記自動作業制御を実行する前に、前記安定性判定部による安定性判定を実行し、前記安定性判定部の判定結果に基づいて前記作業機械の自動制御を実行することを特徴とする。
　本発明により、不安定な足場で自動制御を開始してしまい作業性を損なうことを抑制することができる。
　上記した以外の課題、構成および効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
油圧ショベルの構成図。 油圧ショベルの制御コントローラを油圧駆動装置と共に示す図。 電磁弁ユニットの詳細図。 図１の油圧ショベルにおける座標系を示す側面図。 図１の油圧ショベルにおける座標系を示す上面図。 第１実施形態の制御コントローラのハードウェア構成図。 第１実施形態の制御コントローラの機能ブロック図（搭乗操作時）。 第１実施形態の制御コントローラの機能ブロック図（自動制御時）。 電磁比例弁の目標制御圧と操作信号の関係を示す図。 第１実施形態の自動制御実行管理部７０１の制御フローチャート。 第１実施形態の安定性判定部７０２の制御フローチャート。 第１実施形態の動作例を示す図。 第１実施形態のＳ５００を実行したときの車体傾斜角φの測定結果例１を示す図。 第１実施形態のＳ５００を実行したときの車体傾斜角φの測定結果例２を示す図。 第２実施形態の制御コントローラの機能ブロック図（自動制御時）。 第２実施形態の安定性判定部７０２の制御フローチャート。 第２実施形態の動作例を示す図。 第２実施形態のＳ５０１を実行したときのＺｌの測定結果例を示す図。 第３実施形態の油圧ショベルの制御コントローラを油圧駆動装置と共に示す図。 第３実施形態の電磁弁ユニットの詳細図。 第３実施形態の制御コントローラの機能ブロック図（自動制御時）。 第３実施形態の安定性判定部７０２の制御フローチャート。 第４実施形態の安定性判定部７０２の制御フローチャート。 安定性判定方法の変形例１の説明に供される車体傾斜角φの測定結果例を示す図。 安定性判定方法の変形例２の説明に供される角度φｒ（車体傾斜角φ－判定動作実行時の車体傾斜角φ０）の測定結果例を示す図。
　以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。各図において、同一の機能を有する部分には同一の符号を付して繰り返し説明を省略する場合がある。なお、以下では、作業装置の先端の作業具（アタッチメント）としてバケット１０を備える油圧ショベルを例示するが、バケット以外の作業具を備えた油圧ショベル、油圧ショベル以外の作業機械への適用も可能である。
　また、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つのポンプ２ａ、２ｂが存在するとき、これらをまとめてポンプ２と表記することがある。
［第１実施形態］
＜基本構成＞
　図１は本発明の第１実施形態に係る油圧ショベルの構成図であり、図２は本発明の第１実施形態に係る油圧ショベルの制御コントローラを油圧駆動装置と共に示す図であり、図３は図２中の電磁弁ユニット１６０の詳細図である。
　図１において、油圧ショベル１は、多関節型のフロント作業装置１Ａと、車体１Ｂで構成されている。車体１Ｂは、左右の走行油圧モータ３ａ（図２、図３）、３ｂ（走行右油圧モータ３ａ、走行左油圧モータ３ｂ）により走行する下部走行体１１と、下部走行体１１の上に取り付けられ、旋回油圧モータ４により旋回する上部旋回体１２とからなる。
　フロント作業装置１Ａは、垂直方向にそれぞれ回動する複数の被駆動部材（ブーム８、アーム９及びバケット１０）を連結して構成されている。ブーム８の基端は上部旋回体１２の前部においてブームピンを介して回動可能に支持されている。ブーム８の先端にはアームピンを介してアーム９が回動可能に連結されており、アーム９の先端にはバケットピンを介してバケット１０が回動可能に連結されている。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。
　ブーム８、アーム９、バケット１０の回動角度α、β、γ（図４Ａ参照）を測定可能なように、ブームピンにブーム角度センサ３０、アームピンにアーム角度センサ３１、バケットリンク１３にバケット角度センサ３２が取り付けられ、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（車体１Ｂ）の傾斜角φ（図４Ａ参照）を検出する車体傾斜角センサ３３が取り付けられている。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に代替可能である。
　上部旋回体１２と下部走行体１１の相対角度θ（図４Ａ、Ｂ参照）を測定可能なように、旋回中心軸（旋回軸とも称する）に旋回角度センサ３４が取り付けられている。
　上部旋回体１２に設けられた運転室１２０内には、走行右油圧モータ３ａ（下部走行体１１）を操作するための走行右レバー２３ａと、走行左油圧モータ３ｂ（下部走行体１１）を操作するための走行左レバー２３ｂと、ブームシリンダ５（ブーム８）及びバケットシリンダ７（バケット１０）を操作するための操作右レバー２２ａと、アームシリンダ６（アーム９）及び旋回油圧モータ４（上部旋回体１２）を操作するための操作左レバー２２ｂが設置されている。以下では、走行右レバー２３ａ、走行左レバー２３ｂ、操作右レバー２２ａおよび操作左レバー２２ｂを操作装置２２、２３と総称することがある。
　また、運転室１２０内には、エンジン回転数を設定するためのエンジン回転数設定装置４８０が設置されている。
　図２に示すように、上部旋回体１２に搭載された原動機であるエンジン１８は、油圧ポンプ２ａ、２ｂとパイロットポンプ４８を駆動する。油圧ポンプ２ａ、２ｂはレギュレータ２ａａ、２ｂａによって容量が制御される可変容量型ポンプであり、パイロットポンプ４８は固定容量型ポンプである。油圧ポンプ２およびパイロットポンプ４８はタンク２００より作動油を吸引する。本実施形態においては、図２に示すように、制御コントローラ４０から出力された制御信号が、レギュレータ２ａａ、２ｂａに入力される。レギュレータ２ａａ、２ｂａの詳細構成は省略するが、油圧ポンプ２ａ、２ｂの吐出流量が当該制御信号に応じて制御される。
　パイロットポンプ４８の吐出配管であるポンプライン１３０はロック弁３９を通った後、電磁弁ユニット１６０内の各電磁比例弁に接続している。ロック弁３９は本例では電磁切換弁であり、その電磁駆動部は運転室１２０（図１）に配置されたゲートロックレバー（不図示）の位置検出器と電気的に接続している。ゲートロックレバーのポジションは位置検出器で検出され、その位置検出器からロック弁３９に対してゲートロックレバーのポジションに応じた信号が入力される。ゲートロックレバー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１３０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１３０が開通する。つまり、ポンプライン１３０が遮断された状態では操作装置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２２、２３は、電気レバー方式であり、オペレータの操作量と操作方向に応じた電気信号を発生させる。このように発生した電気信号は制御コントローラ４０に入力され、操作装置２２、２３に入力された操作に応じた電磁比例弁５０～５５（図３参照）を駆動させるべく、制御コントローラ４０は電磁弁ユニット１６０に電気信号を出力する。電磁比例弁５０～５５は、入力された電気信号に応じて対応する流量制御弁１５ａ～１５ｆの油圧駆動部１５０ａ～１５５ｂにパイロットライン１４０ａ～１４５ｂを介して供給され、これら流量制御弁１５ａ～１５ｆを駆動する制御信号として利用される。
　油圧ポンプ２から吐出された圧油は、流量制御弁１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ、１５ｅ、１５ｆを介して走行右油圧モータ３ａ、走行左油圧モータ３ｂ、旋回油圧モータ４、ブームシリンダ５、アームシリンダ６、バケットシリンダ７に供給される。供給された圧油によってブームシリンダ５、アームシリンダ６、バケットシリンダ７が伸縮することで、ブーム８、アーム９、バケット１０がそれぞれ回動し、バケット１０の位置及び姿勢が変化する。また、供給された圧油によって旋回油圧モータ４が回転することで、下部走行体１１に対して上部旋回体１２が旋回する。そして、供給された圧油によって走行右油圧モータ３ａ、走行左油圧モータ３ｂが回転することで、下部走行体１１が走行する。
　旋回油圧モータ４、ブームシリンダ５、アームシリンダ６、バケットシリンダ７には、そのアクチュエータ圧が検出できるように圧力センサ１６ａ～１６ｆ、１６ｋ～１６ｌが備えられる。圧力センサ１６ａ～１６ｆ、１６ｋ～１６ｌは、旋回油圧モータ４の入出力ラインそれぞれの圧力、ブームシリンダ５、アームシリンダ６、バケットシリンダ７のボトム側の圧力とロッド側の圧力をそれぞれ検出し、電気信号として制御コントローラ４０へ出力する（図２では圧力センサ１６ａ～１６ｆ、１６ｋ～１６ｌから制御コントローラ４０への接続線は紙面の都合上不図示）。
　走行油圧モータ３ａ、３ｂと流量制御弁１５ｅ、１５ｆが接続される流路には、走行油圧モータ３ａ、３ｂのアクチュエータ圧が検収できるように圧力センサ１６ｇ～１６ｊが備えられる。圧力センサ１６ｇ～１６ｊは、走行油圧モータ３ａ、３ｂの入出力ラインのそれぞれの圧力を検出し、電気信号として制御コントローラ４０へ出力する（図２では圧力センサ１６ｇ～１６ｊから制御コントローラ４０への接続線は紙面の都合上不図示）。
　エンジン１８は、制御コントローラ４０の制御信号に応じてエンジン１８の回転数などを制御するエンジン制御コントローラ４７０を備えている。エンジン１８は、エンジン回転数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４９０を備えている。
＜電磁弁ユニット１６０＞
　図３に示すように、電磁弁ユニット１６０は、一次ポート側がポンプライン１３０を介してパイロットポンプ４８に接続され、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１４０ａ～１４５ｂに出力する電磁比例弁５０ａ～５５ｂを備えている。
　パイロットライン１４０ａ～１４５ｂには、電磁比例弁５０ａ～５５ｂの出力圧を検出できるように圧力センサ１７ａ～１７ｌを備えている。
　電磁比例弁５０ａ～５５ｂは、非通電時には開度が最小で、制御コントローラ４０からの制御信号である電流を増大させるほど開度は大きくなる。このように各電磁比例弁５０ａ～５５ｂの開度は制御コントローラ４０からの制御信号に応じたものとなる。
　電磁比例弁５４ａ、５５ａは走行油圧モータ３を下部走行体１１が前進する方向に駆動させ、電磁比例弁５４ｂ、５５ｂは走行油圧モータ３を下部走行体１１が後進する方向に駆動させる。
　上記のように構成される電磁弁ユニット１６０において、制御コントローラ４０から制御信号を出力して電磁比例弁５０ａ～５５ｂを駆動すると、対応する操作装置２２、２３のオペレータ操作が無い場合にもパイロット圧を発生できるので、各アクチュエータ（３～７）の動作を強制的に発生できる。
　ここで、油圧ショベルに設定される油圧ショベル座標系について説明する。図４Ａ、Ｂは、ショベル座標系について説明する図であり、図４Ａは側面図を、図４Ｂは上面図をそれぞれ示している。
　図４Ａ、Ｂに示すように、本実施形態においては、油圧ショベル１に対して、ショベル座標系を定義する。ショベル座標系は、下部走行体１１に対して固定のＸＹＺ座標系であり、上部旋回体１２の旋回中心軸に沿う方向に旋回中心点を通って上方を正とするＺ軸と、下部走行体１１に対して上部旋回体１２が正面を向いた姿勢のときに、フロント作業装置１Ａの稼働する平面に沿う方向であってＺ軸に垂直にブームの基端を通って前方を正とするＸ軸と、Ｚ軸とＸ軸の交点を通り、右手座標系となるように図４Ａ紙面手前方向を正とするＹ軸とを有する車体座標系を設定する。
　また、Ｘ軸とＺ軸の交点（原点Ｏ）からブーム基端までの距離をＬ０、ブーム８の長さ（両端の連結部の間の直線距離）をＬ１、アーム９の長さ（両端の連結部の間の直線距離）をＬ２、バケット１０の長さ（アームとの連結部と爪先の間の直線距離）をＬ３とし、ブーム８とＸＹ平面との成す角（長さ方向の直線とＸＹ平面との相対角度）を回動角度α、アーム９とブーム８との成す角（長さ方向の直線の相対角度）を回動角度β、バケット１０とアーム９との成す角（長さ方向の直線の相対角度）を回動角度γ、下部走行体１１と上部旋回体１２の成す角（Ｚ軸上方からＸＹ平面を俯瞰したときのフロント装置１Ａの中心線とＸ軸との相対角度、図４Ａ参照）を回動角度（相対角度）θと定義する。これにより、ショベル座標系におけるバケット爪先位置の座標およびフロント作業装置１Ａの姿勢はＬ０、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、α、β、γ、θで表現することができる。
　さらに、油圧ショベル１の車体１Ｂの水平面に対する前後方向の傾きを角度（傾斜角）φ（図４Ａ参照）とする。
＜制御コントローラ４０＞
　図５は本発明の第１実施形態に係る油圧ショベルが備えるシステムの構成図である。
　図５のシステムは、姿勢検出装置６０と、操作装置２２、２３と、運転室１２０内に備えられ、エンジン回転数を設定するためのエンジン回転数設定装置４８０と、制御を司るコンピュータである制御コントローラ（制御装置）４０と、制御コントローラ４０の制御信号に応じてエンジン１８の回転数などを制御するエンジン制御コントローラ４７０と、制御コントローラ４０の制御信号に応じて各アクチュエータ（３～７）の動作を発生させる電磁比例弁５０～５５と、を備えている。
　姿勢検出装置６０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、車体傾斜角センサ３３、旋回角度センサ３４から構成される。これらの角度センサ３０、３１、３２、３４及び傾斜角センサ３３は、フロント作業装置１Ａの姿勢を検出する姿勢センサとして機能している。
　油圧ショベル１は、油圧ショベル１の操作状態を搭乗操作状態と自動制御状態とで切り替える制御切替装置６５０を備えている。制御切替装置６５０は、例えば運転室１２０内に備えられている。搭乗操作状態が選択されている場合には、油圧ショベル１は運転室１２内に搭乗したオペレータによって操作装置２２、２３が操作され、この操作装置２２、２３から出力される信号に基づいて動作し、自動制御状態が選択されている場合には、油圧ショベル１はオペレータによる操作装置２２、２３の操作によらず、後述する通信装置６７０で受信した信号に基づいて動作する。
　さらに自動制御には、後述する走行動作を自動化する自動走行制御と掘削作業を自動化する自動作業制御（自動掘削制御）とがある。
　油圧ショベル１は、油圧ショベル１の位置と方位を検出する自己位置検出装置６６０を備えている。自己位置検出装置６６０は、例えばＧＮＳＳ（Ｇｌｏｂａｌ　Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ　Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ　Ｓｙｓｔｅｍ）で構成しても良いし、ＬｉＤＡＲやステレオカメラによるＳＬＡＭ（Ｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓ　Ｌｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｍａｐｐｉｎｇ）を用いて自己位置を検出するように構成しても良い。
　油圧ショベル１は、外部システムと通信を行う（言い換えると、油圧ショベル１と外部システムを通信可能に接続する）通信装置６７０、６７１を備えている。通信装置６７０、６７１は、油圧ショベル１に設置されていても良いし、油圧ショベル１の外部に設置されていても良い。また、通信装置（受信部）６７０と通信装置（送信部）６７１は、一部品として構成しても良いし、別部品として構成しても良い。通信装置（受信部）６７０は、外部システムから当該油圧ショベル１の自動制御に関わる信号を受信する。通信装置（送信部）６７１は、外部システムへ当該油圧ショベル１の状態（車体情報）を送信する。
　図５において制御コントローラ４０は、入力部９１と、プロセッサである中央処理装置（ＣＰＵ）９２と、記憶装置であるリードオンリーメモリ（ＲＯＭ）９３及びランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）９４と、出力部９５とを有している。入力部９１は、姿勢検出装置６０である角度センサ３０～３２、３４及び傾斜角センサ３３からの信号と、操作装置２２、２３からの操作量を示す信号と、エンジン回転数設定装置４８０からの信号と、制御切替装置６５０からの信号と、自己位置検出装置６６０からの信号と、通信装置６７０からの信号を入力し、ＣＰＵ９２が演算可能なように変換する。ＲＯＭ９３は、後述するフローチャートに係る処理を含めた制御内容を実行するための制御プログラムと、当該フローチャートの実行に必要な各種情報等が記憶された記録媒体であり、ＣＰＵ９２は、ＲＯＭ９３に記憶された制御プログラムに従って入力部９１及びメモリ（９３、９４）から取り入れた信号に対して所定の演算処理を行う。出力部９５は、ＣＰＵ９２での演算結果に応じた出力用の信号を作成し、その信号をエンジン制御コントローラ４７０や電磁比例弁５０～５５に出力することで、エンジン１８、油圧アクチュエータ（３～７）を駆動・制御する。出力部９５は、ＣＰＵ９２での演算結果を通信装置６７１に送信することで、油圧ショベル１の状態を油圧ショベル１の外部（外部システム）へ送信する。
　なお、図５の制御コントローラ４０は、記憶装置としてＲＯＭ９３及びＲＡＭ９４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可能であり、例えばハードディスクドライブ等の磁気記憶装置を備えても良い。
　図６、図７は、制御コントローラ４０の機能ブロック図である。図６は制御切替装置６５０が搭乗操作状態のとき（搭乗したオペレータによる手動操作時）に実行される機能ブロック図を示しており、図７は制御切替装置６５０が自動制御状態のとき（オペレータの操作によらない自動での運転時）に実行される機能ブロック図を示している。
　制御コントローラ４０は、電磁比例弁制御部４４と、自動制御演算部７００と、目標動作演算部７１０と、エンジン回転数設定部７４０と、を備えている。
　エンジン回転数設定部７４０（図６）は、エンジン回転数設定装置４８０からの信号に基づき、目標とするエンジン回転数を設定し、設定した目標エンジン回転数に相当する信号をエンジン制御コントローラ４７０に出力する。
　目標動作演算部７１０（図６）は、操作装置２２、２３から出力された操作信号と姿勢検出装置６０からの信号に基づいて、操作装置２２、２３の操作に対応する電磁比例弁５０～５５の目標制御圧を演算し、出力する。具体的な演算内容は、図８に示すような操作信号に対応した電磁比例弁目標制御圧をテーブルとしてあらかじめ設定し、これに従って各電磁比例弁５０～５５の目標制御圧を出力する。
　自動制御演算部７００（図７）は、通信装置６７０から受信する信号と、姿勢検出装置６０からの信号と、自己位置検出装置６６０からの信号に基づいて、自動制御を実行するための各種の演算を実行し、演算結果（電磁比例弁５０～５５の目標制御圧、油圧ショベル１の状態など）を出力する。
　自動制御演算部７００は、自動制御実行管理部７０１と、安定性判定部７０２と、自動走行制御部７０３と、自動掘削制御部（自動作業制御部）７０４とを備えている。
　自動制御実行管理部７０１は、安定性判定部７０２と、自動走行制御部７０３と、自動掘削制御部７０４のどの制御を実行するかを管理する。詳細は後述する制御フローチャートにて説明する。
　安定性判定部７０２は、後に実行する自動制御（例えば自動掘削制御７０４）を実行する際に、足場が安定しているかどうか（足場の安定性）を判定する。詳細は後述する制御フローチャートにて説明する。
　自動走行制御部７０３は、通信装置６７０から受信する目標位置と、自己位置検出装置６６０からの信号に基づいて、目標位置へ自動走行するための電磁比例弁５４、５５の目標制御圧を算出する。具体的には、例えば、まず現在の下部走行体１１の方位と目標位置への方位が合うように走行右油圧モータ３ａと走行左油圧モータ３ｂをそれぞれ異なる方向で動作させ、下部走行体１１の方位と目標位置への方向を一致させた後、走行油圧モータ３ａ、３ｂを前進方向に動作させ、目標位置へ走行を行うように構成する。
　自動掘削制御部（自動作業制御部）７０４は、通信装置６７０から受信する目標位置と、姿勢検出装置６０からの信号に基づいて、自動掘削を行うための電磁比例弁５０～５３の目標制御圧を算出する。具体的には、例えば、姿勢検出装置６０の結果を用いて、バケット先端（爪先）位置Ｐ（図４Ａ、Ｂ参照）を算出し、目標位置へ向かうための方向を算出する。その後、その方向へ動作させるために油圧ショベル１のアクチュエータをどのように動作させると良いかを演算し、それを実現するための電磁比例弁５０～５３の目標制御圧を算出し、油圧ショベル１を動作させる。
　電磁比例弁制御部４４（図６、図７）は、目標動作演算部７１０または自動制御演算部７００（の自動走行制御部７０３、自動掘削制御部７０４）で出力される目標制御圧に応じて、対応する電磁比例弁５０～５５の制御指令値を出力する。
＜制御フローチャート＞
　図９、図１０に、第１実施形態の自動制御実行管理部７０１と安定性判定部７０２の制御フローチャートを示す。
　図９の自動制御実行管理部７１０の制御フローチャートについて説明する。
　Ｓ４００では、通信装置６７０を介して外部システムより自動制御の実行順および制御パラメータを受信する（具体例として図１１の上図参照）。
　Ｓ４１０で、受信した自動制御の実行順を参照し、自動走行制御のあとに自動掘削制御が続いている箇所があるかどうかを判定する。自動走行制御のあとに自動掘削制御が続いている箇所がある場合（ＹＥＳの場合）、Ｓ４２０へ進み、自動走行制御のあとに自動掘削制御が続いている箇所がない場合（ＮＯの場合）、Ｓ４３０へ進む。
　Ｓ４２０では、自動走行制御と自動掘削制御の間（つまり、自動走行制御の後かつ自動掘削制御の前）に安定性判定を挿入（実行登録）する（具体例として図１１の下図参照）。
　Ｓ４３０では、自動制御の実行順および制御パラメータを確定させ、通信装置６７１にて外部システムへ送信し、外部システムからの自動制御開始指令受信待ち状態へ遷移する。
　Ｓ４４０では、通信装置６７０を介して外部システムから自動制御開始指令を受信したかどうかを一定周期で確認し、受信した場合（ＹＥＳの場合）、Ｓ４５０へ進み、受信していない場合（ＮＯの場合）、Ｓ４３０へ戻る。
　Ｓ４５０では、Ｓ４３０で確定した実行順に従って自動制御（安定性判定部７０２、自動走行制御部７０３、自動掘削制御部７０４）を実行する。Ｓ４００で外部システムから受信した自動制御の実行順において、自動走行制御のあとに自動掘削制御が続いている箇所がある場合、自動走行制御部７０３を実行した後に、自動掘削制御部７０４を実行する前に、安定性判定部７０２を実行することになる。
　図１０の安定性判定部７０２の制御フローチャートについて説明する。
　Ｓ５００では、安定性を評価するための判定動作を実行する。判定動作は、事前に設定された動作で、例えば、所定の姿勢でブーム８を上げ下げする動作や所定の姿勢で上部旋回体１２を１周回転させる動作などの動作を行う。この間（安定性判定のために事前に設定された動作を行っている間）、判定に用いるためのデータ（車体情報）を測定する。具体的には、例えば上部旋回体１２（車体１Ｂ）の傾斜角φを測定する。
　Ｓ５１０では、安定性判定のあとに実行する自動制御の内容に応じて、安定性判定閾値を取得する。安定性判定閾値は、安定性判定を実行したあとに実行される自動制御の内容ごとに事前に設定されるものである。例えば、精度を要する自動制御を行う際は閾値として小さい（厳しい）値を設定し、精度を要求しない自動制御を行う場合は閾値として大きい（緩い）値を設定する。
　Ｓ５２０では、Ｓ５００で取得したデータとＳ５１０の安定性判定閾値より、安定性が許容範囲内か否かを判定する。安定性が許容できる、すなわちＳ５００で取得したデータがＳ５１０の安定性判定閾値内であった場合（ＹＥＳの場合）、処理を終了する。安定性が許容できない、すなわちＳ５００で取得したデータがＳ５１０の安定性判定閾値を超える場合（ＮＯの場合）、Ｓ５３０に進む。
　Ｓ５３０では、実行が予定されていた安定性判定以降の処理（本例では自動掘削制御の自動制御）を中断し、Ｓ５４０に進む。
　Ｓ５４０では、処理（本例では自動掘削制御の自動制御）を中断したことを通信装置６７１を介して外部システムへ送信する。
＜動作・効果＞
　以下、図１１～図１３を用いて、第１実施形態の動作例を説明する。
　図１１の上図は、外部システムが油圧ショベル１へ送信する内容の例を示している。本動作例では、点（Ｔｘ１，Ｔｙ１）へ自動走行を行い、点（Ｔｘ２，Ｔｙ２）へ自動走行を行い、その後、点（Ｄｘ１，Ｄｙ１，Ｄｚ１）～点（Ｄｘ３，Ｄｙ３，Ｄｚ３）を通過するように自動掘削制御を行うように、外部システムは油圧ショベル１へ指令を出している。
　自動制御実行管理部７０１は、Ｓ４００にて、外部システムより図１１の上図の指令を受信する。
　Ｓ４１０で、図１１の上図のＮｏ．２自動走行のあとにＮｏ．３自動掘削があるため、Ｓ４２０へ進み、図１１の下図のようにＮｏ．３に安定性判定を挿入（実行登録）し、Ｓ４３０で、外部システムからの自動制御開始指令待ち状態となる。
　外部システムから自動制御開始指令が発信されると、Ｓ４４０の判定でＹＥＳとなり、Ｓ４５０で、図１１の下図のＮｏ．１～６の順に自動制御が実行される。
　Ｎｏ．１～２は、それぞれの目標位置に向かうように自動走行制御（自動走行制御部７０３）が実行される。
　Ｎｏ．３にて安定性判定（安定性判定部７０２）が実施される。
　以下、安定性判定の動作例について説明する。
　Ｓ５００で、判定動作を実行し、実行中に上部旋回体１２（車体１Ｂ）の傾斜角φを計測する。
　Ｓ５１０で、安定性判定閾値を取得する。ここでは閾値ＴＨを取得したとする。
（１）Ｓ５００の測定結果が図１２であった場合
　図１２に示すように判定動作実行区間内全てにおいて上部旋回体１２の傾斜角φの大きさが閾値ＴＨ以下であるため、Ｓ５２０で安定していると判定され、Ｎｏ．３の安定性判定（安定性判定部７０２）の処理を終える。
　その後（すなわち、Ｎｏ．３の安定性判定に続いて）、Ｎｏ．４～６の自動掘削制御（自動掘削制御部７０４）が実行される。
（２）Ｓ５００の測定結果が図１３であった場合
　図１３に示すように判定動作実行区間内のｔ１～ｔ２の区間において上部旋回体１２の傾斜角φの大きさが閾値ＴＨを超えているため、Ｓ５２０で安定していないと判定され、Ｓ５３０に進む。
　Ｓ５３０で、実行が予定されていた（Ｎｏ．３の安定性判定以降の）Ｎｏ．４～６の自動掘削制御（自動掘削制御部７０４）の実行は中断され、Ｓ５４０で、Ｎｏ．４～６の自動掘削制御（自動掘削制御部７０４）の実行を中断したことを通信装置６７１を介して外部システムへ報知する。
　上記のように、本実施形態の油圧ショベル（作業機械）１の自動制御システムは、複数のアクチュエータ（３～７）によって駆動する複数の被駆動部材を有する作業機械と、前記作業機械を制御する制御装置と、を備える作業機械の自動制御システムにおいて、前記制御装置は、前記作業機械の自動走行を行う自動走行制御部７０３と、前記作業機械の自動作業を行う自動作業制御部（自動掘削制御部７０４）と、前記作業機械の足場の安定性を判定する安定性判定部７０２と、を備え、前記自動走行制御部７０３により自動走行制御を実行した後に前記自動作業制御部（自動掘削制御部７０４）による自動作業制御の実行がある場合に、前記自動作業制御を実行する前に、前記安定性判定部７０２による安定性判定を実行し、前記安定性判定部７０２の判定結果に基づいて（前記自動作業制御部（自動掘削制御部７０４）又は前記自動走行制御部７０３の少なくとも一つによる）前記作業機械の自動制御を実行する。
　また、前記制御装置は、前記作業機械の自動制御の実行順において、自動走行制御の後に自動作業制御がある場合、自動走行制御の後かつ自動作業制御の前に前記安定性判定部７０２による安定性判定を実行することで、前記自動走行制御部７０３により自動走行制御を実行した後に、前記自動作業制御部（自動掘削制御部７０４）による自動作業制御を実行する前に、前記安定性判定部７０２による安定性判定を実行する。
　また、前記安定性判定部７０２は、前記作業機械が事前に設定された判定動作を行うことで取得される（動的な）車体情報（例えば傾斜角φ）に基づいて、前記安定性を判定する。
　また、前記安定性判定部７０２は、前記作業機械が事前に設定された判定動作を行うことで（例えば前記作業機械が事前に設定された判定動作を行っている間に）前記作業機械の傾斜角φを測定する測定装置（車体傾斜角センサ３３）により測定された前記作業機械の傾斜角φに基づいて、前記安定性を判定する。
　また、前記安定性判定部７０２は、安定ではないと判定した場合、（予定されていた安定性判定以降の）自動制御を中断し、外部システムと通信を行う通信装置６７１を介して外部システムへ中断したことを通知する。
　上記のように構成される油圧ショベル１の自動制御システムにおいて、不安定な足場で自動制御を開始してしまい作業性を損なうことを抑制することができる。
［第２実施形態］
　第２実施形態について、図１４～図１７を用いて説明する。
　図１４は、制御コントローラ４０の機能ブロック図であり、制御切替装置６５０が自動制御状態のとき（オペレータの操作によらない自動での運転時）に実行される機能ブロック図を示している。
　図１４に示すように、第２実施形態は、第１実施形態と異なり、地形計測装置６８０を備える。
　地形計測装置６８０は、油圧ショベル１の周囲（近傍）の地形を計測して、計測データを制御コントローラ４０の自動制御演算部７００に出力するものであり、ＬｉＤＡＲやステレオカメラ、ミリ波レーダ、超音波センサ等で構成されている。地形計測装置６８０は、油圧ショベル１に設置されていても良いし、油圧ショベル１の周囲を計測できるように油圧ショベル１の外部に設置されていても良い。
　また、自動制御演算部７００は、自動均し制御部（自動整地制御部）７０５を備える。
　自動均し制御部（自動整地制御部）７０５は、バケット１０を用いて油圧ショベル１の周囲の地面を均す動作を行うものであり、例えば事前にプログラムされた均し動作（整地動作）を行うように、電磁比例弁５０～５５の目標制御圧を出力するように構成されている。
　第２実施形態では、安定性の評価手法として地形計測装置６８０の地形計測結果を用いて安定性判定を行う。第２実施形態では、第１実施形態と異なり、自動走行の最終目標位置（最終到達位置とも称する）に到達する前に、地形計測装置６８０を用いて最終到達位置近傍の地形を計測する。このため、第２実施形態の自動制御実行管理部７１０では、図９のＳ４２０で、自動走行制御の目標位置に対してあらかじめ設定された所定の距離Ｌｓだけ離れた（手前の）位置（Ｔｘ２’，Ｔｙ２’）に到達したときに、安定性判定部７０２を実行して地形計測装置６８０を用いて地形計測を行うようにする（図１６参照）。
　以下、第２実施形態の安定性判定部７０２の詳細について、図１５の制御フローチャートを用いて説明する。
　Ｓ５０１では、地形計測装置６８０を用いて、自動走行の最終目標位置ないしその近傍の地形を計測する。
　Ｓ５１１では、第１実施形態と同様に安定性判定閾値ＴＨを取得する。
　Ｓ５２１では、地形計測の結果、高さ方向の基準値からの距離が閾値ＴＨ以下であるか否かを判定する。地形計測の結果、高さ方向の基準値からの距離が閾値ＴＨ以下である場合、すなわち安定性が許容できる場合（ＹＥＳの場合）、処理を終了する。地形計測の結果、高さ方向の基準値からの距離が閾値ＴＨより大きい場合、すなわち安定性が許容できない場合（ＮＯの場合）、Ｓ５３１に進む。
　Ｓ５３１では、自動均し制御部７０５の自動均し制御を実行する。これにより、自動走行の最終目標位置ないしその近傍の地面を均す（整地する）。
＜動作・効果＞
　図１６、図１７を用いて、第２実施形態の動作例について説明する。
　第１実施形態と同様に、自動制御実行管理部７０１は、外部システムより図１１の上図の指令を受信する。
　第１実施形態と同様に、自動制御実行管理部７０１は、図１６の右図のような自動制御の実行計画を行う。第２実施形態では、第１実施形態と異なり、Ｎｏ．２の自動走行を点（Ｔｘ２’，Ｔｙ２’）で一時停止して安定性判定を実行できるように、Ｎｏ．３に安定性判定を挿入（実行登録）し、Ｎｏ．４に残りの区間（Ｌｓ）を走行できるように、自動走行を実行するようにしている。
　外部システムから自動制御開始指令が発信されると、Ｎｏ．１～２のそれぞれの目標位置に向かう自動走行制御（自動走行制御部７０３）を実行したあと、Ｎｏ．３の安定性判定（安定性判定部７０２）が実行される。
　Ｓ５０１で、地形計測装置６８０を用いて、走行目標位置ないしその近傍の地形の計測を行う。
　Ｓ５１１で、第１実施形態と同様に安定性判定閾値ＴＨを取得する。
　Ｓ５２１で、安定性の判定を行う。Ｓ５０１の計測結果を図１７に示す。計測結果は、作業場所に紐づかれた現場座標系ＸｌＹｌＺｌ（例えば、作業現場のある基準点を原点とし、Ｘｌが東方向、Ｙｌが北方向、Ｚｌが鉛直上向き方向）での計測結果を示している。第２実施形態では、この計測結果のうち、Ｚｌの値の絶対値を演算し、このＺｌの値の絶対値がすべて閾値ＴＨ以下であるか否かを判定する。
（１）Ｚｌの値の絶対値がすべて閾値ＴＨ以下である場合
　Ｎｏ．３の安定性判定（安定性判定部７０２）の処理を終了し、Ｎｏ．４の目標位置に向かう自動走行を再開する。つまり、判定実行位置（Ｔｘ２’，Ｔｙ２’）から走行目標位置（Ｔｘ２，Ｔｙ２）への自動走行を実行する。
（２）Ｚｌの値の絶対値のうち、閾値ＴＨより大きい点が存在する場合
　Ｓ５３１で、自動均し制御（自動均し制御部７０５）を実行することで、事前にプログラムされた動作を行い、地面を均す。その後、Ｎｏ．４の目標位置に向かう自動走行を再開する。つまり、判定実行位置（Ｔｘ２’，Ｔｙ２’）で走行目標位置（Ｔｘ２，Ｔｙ２）の地面を均した（整地した）後、判定実行位置（Ｔｘ２’，Ｔｙ２’）から走行目標位置（Ｔｘ２，Ｔｙ２）への自動走行を実行する。
　上記のように、本実施形態の油圧ショベル１の自動制御システムでは、前記安定性判定部７０２は、前記作業機械の周囲の地形を計測する地形計測装置６８０の地形計測結果に基づいて、前記安定性を判定する。
　また、前記安定性判定部７０２は、安定ではないと判定した場合、前記作業機械の周囲の地面を整地する（均す）自動整地制御部（自動均し制御部７０５）を実行する。
　この場合、一旦足場が安定していないと判定されても、足場の地面を整地して（均して）安定性を確保した上で、（自動制御を中断することなく）自動制御を継続することができる。
　上記のように構成されるショベル１の自動制御システムにおいて、第１実施形態と同様に、不安定な足場で自動制御を開始してしまい作業性を損なうことを抑制することができる。
［第３実施形態］
　第３実施形態について、図１８～図２１を用いて説明する。
　第３実施形態は、第１、第２実施形態と異なり、油圧ショベル１は、ブレード（排土板）（不図示）を備え、作業場所の足場が不安定と判定された場合に、ブレードを用いて足場を均す自動制御が実行されるように構成されている。油圧ショベル１には、ブレードを操作するための操作装置２２ｃが設置されている。
　操作装置２２ｃ（図１８参照）は、電気レバー方式であり、オペレータの操作量と操作方向に応じた電気信号を発生させる。このように発生した電気信号は制御コントローラ４０に入力され、操作装置２２ｃに入力された操作に応じた電磁比例弁５６ａ、５６ｂ（図１９参照）を駆動させるべく、制御コントローラ４０は電磁弁ユニット１６０に電気信号を出力する。電磁比例弁５６は、入力された電気信号に応じて対応する流量制御弁１５ｇの油圧駆動部１５６ａ、１５６ｂにパイロットライン１４６ａ、１４６ｂを介して供給され、これら流量制御弁１５ｇを駆動する制御信号として利用される。
　油圧ポンプ２から吐出された圧油は、流量制御弁１５ｇを介してブレードシリンダ１９に供給される。供給された圧油によってブレードシリンダ１９が伸縮することで、ブレードが回動し、ブレードの位置及び姿勢が変化する。
　ブレードシリンダ１９には、そのアクチュエータ圧が検出できるように圧力センサ１６ｍ、１６ｎが備えられる。圧力センサ１６ｍ、１６ｎは、ブレ－ドシリンダ１９のボトム側の圧力とロッド側の圧力をそれぞれ検出し、電気信号として制御コントローラ４０へ出力する（図１８では圧力センサ１６ｍ、１６ｎから制御コントローラ４０への接続線は紙面の都合上不図示）。
　図１９に示すように、電磁弁ユニット１６０は、一次ポート側がポンプライン１３０を介してパイロットポンプ４８に接続され、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１４６ａ、１４６ｂに出力する電磁比例弁５６ａ、５６ｂを備えている。
　パイロットライン１４６ａ、１４６ｂには、電磁比例弁５６ａ、５６ｂの出力圧を検出できるように圧力センサ１７ｍ、１７ｎを備えている。
　図２０は、制御コントローラ４０の機能ブロック図であり、制御切替装置６５０が自動制御状態のとき（オペレータの操作によらない自動での運転時）に実行される機能ブロック図を示している。
　第３実施形態では、第２実施形態と異なり、自動制御演算部７００は、（自動掘削制御部７０４と自動均し制御部７０５の代わりに）自動仕上げ制御部（自動作業制御部）７０６と自動排土走行制御部（自動整地制御部）７０７を備える。
　自動仕上げ制御部（自動作業制御部）７０６は、自動掘削制御部７０４と同様の機能であるが、自動掘削制御部７０４よりも精度を重視した制御部であり、安定性判定閾値がより厳しい閾値ＴＨｌ（＜閾値ＴＨ）が設定されている。
　自動排土走行制御部（自動整地制御部）７０７は、（バケット１０の代わりに）ブレードを用いて油圧ショベル１の周囲の地面を均す動作を行うものであり、例えば事前にプログラムされた均し動作（整地動作）を行うように、電磁比例弁５４～５６の目標制御圧を出力するように構成されている。
　第３実施形態では、安定性の評価手法として地形計測装置６８０の地形計測結果を用いて安定性判定を行う点は、第２実施形態と同様である。第３実施形態では、地形計測装置６８０を用いて地形計測を行うため、第２実施形態と同様に自動走行制御を分割して、間に安定性判定を実施する（図１６参照）。
　以下、第３実施形態の安定性判定部７０２の詳細について、図２１の制御フローチャートを用いて説明する。
　Ｓ５０２では、地形計測装置６８０を用いて、走行目標位置（最終目標位置）ないしその近傍の地形の計測を行う。
　Ｓ５１２では、第１、第２実施形態と異なり、安定性判定閾値ＴＨｌ（＜閾値ＴＨ）を取得する。
　Ｓ５２２では、安定性判定の判定回数をカウントするための変数を初期化する（０とする）。
　Ｓ５３２では、第２実施形態（Ｓ５２１）と同様に安定性の判定を行う。安定性判定の結果、安定性が許容できる場合（ＹＥＳの場合）、処理を終了する。安定性が許容できない場合（ＮＯの場合）、Ｓ５４２へ進む。
　Ｓ５４２では、自動排土走行制御部７０７の自動排土走行制御を実行する。これにより、走行目標位置（最終目標位置）ないしその近傍の地面を均す（整地する）。
　Ｓ５５２では、Ｓ５３２と同様に安定性の判定を行う。安定性判定の結果、安定性が許容できる場合（ＹＥＳの場合）、処理を終了する。安定性が許容できない場合（ＮＯの場合）、Ｓ５６２へ進む。
　Ｓ５６２では、安定性判定の判定回数（自動排土走行制御部７０７の自動排土走行制御の実行回数に対応）があらかじめ設定された所定回数以上か否かを判定する。所定回数以上の場合（ＹＥＳの場合）、Ｓ５８２へ進み、所定回数未満の場合（ＮＯの場合）、Ｓ５７２に進む。
　Ｓ５７２では、安定性判定の判定回数に１を加算し、Ｓ５４２に進み、自動排土走行制御部７０７の自動排土走行制御を実行する。これにより、安定性が許容できると判定するまで、又は、安定性判定の判定回数（自動排土走行制御部７０７の自動排土走行制御の実行回数に対応）があらかじめ設定された所定回数を超えるまで、自動排土走行制御部７０７の自動排土走行制御を繰り返し実行する。
　Ｓ５８２では、安定性判定以降で登録されていた自動制御を中断し、Ｓ５９２に進む。
　Ｓ５９２では、自動制御を中断したことを通信装置６７１を介して外部システムへ通知する。
＜動作・効果＞
　上記のように、本実施形態の油圧ショベル１の自動制御システムでは、前記安定性判定部７０２は、前記作業機械の周囲の地形を計測する地形計測装置６８０の地形計測結果に基づいて、前記安定性を判定する。
　また、前記安定性判定部７０２は、安定ではないと判定した場合、前記作業機械の周囲の地面を整地する（均す）自動整地制御部（自動排土走行制御部７０７）を実行する。
　第３実施形態では、第２実施形態と異なり、Ｓ５１２にて安定性判定閾値として閾値ＴＨｌ（＜閾値ＴＨ）が取得され、Ｓ５３２にて安定性判定が安定でないと判定された場合、Ｓ５４２にて（ブレードを用いた）自動排土走行制御にて整地を行う。これにより、より安定した足場で自動制御を開始することができる。
　第３実施形態では、Ｓ５４２にて自動排土走行制御にて整地を行った後、Ｓ５５２にて再度安定性判定を行い、安定であると判定されるまで自動排土走行制御を実行する。
　また、所定回数だけ自動排土走行制御を行っても安定であると判定されない場合、自動制御を中断し、通信装置６７１を介して外部システムへ自動制御を中断したことを通知する。
　上記のように構成されるショベル１の自動制御システムにおいて、第１、第２実施形態と同様に、不安定な足場で自動制御を開始してしまい作業性を損なうことを抑制することができる。
［第４実施形態］
　第４実施形態について、図２２を用いて説明する。第４実施形態は、第２、第３実施形態と異なり、基本的に、バケット１０を用いた自動均し制御やブレードを用いた自動排土走行制御といった自動整地制御を行わずに、足場の安定性を確保するように構成されている。
　以下、第４実施形態の安定性判定部７０２の詳細について、図２２の制御フローチャートを用いて説明する。
　Ｓ５０３では、第１実施形態のＳ５００と同様に判定動作を行う。以降のＳ５１３は第１実施形態のＳ５１０と同様であり、Ｓ５３３およびＳ５５３は第１実施形態のＳ５２０と同様である。また、Ｓ５２３、Ｓ５６３、Ｓ５７３、Ｓ５８３、Ｓ５９３については、第３実施形態のＳ５２２、Ｓ５６２、Ｓ５７２、Ｓ５８２、Ｓ５９２と同様である。
　また、Ｓ５４３では、自動排土走行制御（Ｓ５４２）を行うのではなく、あらかじめ決められた方向と距離だけ自動走行制御（自動走行制御部７０３）を実行する。換言すると、Ｓ５４３では、自動走行制御の走行目標位置を当初の位置から（あらかじめ決められた方向と距離だけ）変更して自動走行制御（自動走行制御部７０３）を実行する。Ｓ５４３での所定方向と所定距離は、場所を移動しても後処理の自動掘削制御を実行可能な位置を基に決めることができ、バケット先端（爪先）位置Ｐ（図４Ａ、Ｂ参照）および目標位置の座標（図１１参照）などを基に求めることができる。これにより、バケット１０を用いた自動均し制御やブレードを用いた自動排土走行制御といった自動整地制御を行わずに、所定距離だけ自動走行制御を行う簡単な自動制御だけで、足場の安定性を確保することができる。
＜動作・効果＞
　上記のように、本実施形態の油圧ショベル１の自動制御システムでは、前記安定性判定部７０２は、安定ではないと判定した場合、前記自動走行制御部７０３の走行目標位置を当初の位置から変更して前記自動走行制御部７０３により自動走行制御を実行する。
　また、前記自動走行制御部７０３の走行目標位置の変更量は、前記複数の被駆動部材の寸法（バケット先端（爪先）位置Ｐなど）に基づいて設定される。
　すなわち、図２２に示すように、Ｓ５３３にて、安定ではないと判定された場合、Ｓ５４３にて、所定距離だけ自動走行制御を行う。また、第３実施形態と同様に、安定性が許容できると判定するまで、又は、安定性判定の判定回数（自動走行制御部７０３の自動走行制御の実行回数に対応）があらかじめ設定された所定回数を超えるまで、自動走行制御部７０３の自動走行制御を繰り返し実行する。所定回数だけ自動走行制御を行っても（自動走行制御部７０３の実行回数があらかじめ設定された所定回数を超えても）安定であると判定されない場合、自動制御を中断し、通信装置６７１を介して外部システムへ自動制御を中断したことを通知する。これにより、簡便な自動制御（自動走行制御）によって、安定した足場で自動制御を開始することができる。
　上記のように構成されるショベル１の自動制御システムにおいて、第１～第３実施形態と同様に、不安定な足場で自動制御を開始してしまい作業性を損なうことを抑制することができる。
　上記の第１～第４実施形態では、ブーム８、アーム９、バケット１０の角度を検出する角度センサを用いたが、角度センサではなくシリンダストロークセンサにより油圧ショベル１の姿勢情報を算出しても良い。また、電気レバー式の油圧ショベル１を例として説明したが、油圧パイロット式のショベルであれば油圧パイロットから生成される指令パイロット圧を制御するような構成としても良い。
　上記の制御コントローラ４０に係る各構成や当該各構成の機能及び実行処理等は、それらの一部又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）で実現しても良い。また、上記の制御コントローラ４０に係る構成は、演算処理装置（例えばＣＰＵ）によって読み出し・実行されることで当該制御コントローラ４０の構成に係る各機能が実現されるプログラム（ソフトウェア）としてもよい。当該プログラムに係る情報は、例えば、半導体メモリ（フラッシュメモリ、ＳＳＤ等）、磁気記憶装置（ハードディスクドライブ等）及び記録媒体（磁気ディスク、光ディスク等）等に記憶することができる。
　上記の第１～第４実施形態では、安定性の判定方法および安定でないと判定されたときの対応方法について様々な例を示したが、第１～第４実施形態で示した組み合わせだけでなく、様々な組み合わせで構成しても良い。
　第１～第４実施形態の安定性判定手段として、車体傾斜角センサ３３による上部旋回体１２の傾斜角φや地形計測装置６８０による地形計測時の計測値が基準に対して閾値ＴＨ（または閾値ＴＨｌ）の幅の範囲内に収まっているかどうかで判定したが、計測データのある区間内の最大値と最小値の差と閾値を比較するように構成しても良い。
　第１実施形態の安定性判定手段として、上部旋回体１２の前後方向の傾斜角φを用いて判定したが、上部旋回体１２の左右方向の傾斜角を用いて判定しても良く、下部走行体１１の前後方向の傾斜角や左右方向の傾斜角を用いて判定しても良い。
　ここで、傾斜角φを用いた安定性評価方法のバリエーションについて追加する。上述した第１実施形態では、傾斜角φの値（絶対値）を直接用いて安定性を判定したが、次のように安定性を判定しても良い。
＜安定性判定方法の変形例１＞
　図２３のように判定動作実行区間内の傾斜角φについて、判定動作実行開始時の傾斜角φからもっとも大きな偏差量ｄφを求め、この偏差量ｄφ（絶対値）が所定の閾値ＴＨｍよりも大きい場合は、安定性が許容できないと判定し、閾値ＴＨｍ以下の場合は、安定性が許容できると判定する。
　第１実施形態のように、絶対角のみで判定する方法では、平地では判定可能と考えられるが、坂地である場合などの地面に傾斜がついている場合に判定の妥当性が低下する可能性がある。この安定性判定方法の変形例１では、判定動作実行開始時の傾斜角φを基準にどれだけ余分に傾いたかが分かるため、坂地での判定の妥当性が向上すると考えられる。ただし、坂地で旋回すると傾斜角が大きく変化するため、旋回動作での安定性判定は困難となる。この安定性判定方法の変形例１は、例えばブーム上げ下げ動作の安定性判定が好ましいと考えられる。
＜安定性判定方法の変形例２＞
　図２４のように判定動作実行区間の後、あらかじめ設定された静定判定時間分だけ傾斜角φについての計測を行う。なお、図２４の縦軸は、傾斜角φから判定動作実行時の傾斜角φ０を引いた角度φｒである。静定判定時間のうち、角度φｒが判定閾値－ＴＨｐから判定閾値ＴＨｑの間に収まるまでの時間を静定時間とし、この静定時間が所定の時間よりも大きいか否かで安定性の判定を行う。
　静定時間が所定の時間よりも大きい場合、安定性が許容できないと判定し、静定時間が所定の時間以下の場合、安定性が許容できると判定する。
　なお、本安定性判定方法の変形例２では、角度φｒの静定時間で判定したが、角度φｒを微分して得られる角速度や、角速度を微分して得られる角加速度を用いて静定時間を判定しても良い。また、前述の角速度を例えばジャイロセンサなどで直接計測しても良い。
　また、角加速度の代わりに加速度センサから取得される加速度を計測し、静定時間の判定に用いても良い。
　安定性判定方法の変形例２では、動的な挙動から安定性を判定しており、安定性判定方法の変形例１とは異なり、旋回動作でも安定性判定が可能となる。
＜安定性判定方法の変形例３＞
　安定性判定方法に関する第１実施形態、変形例１、変形例２、および変形例２のバリエーションのうち、いずれかを組み合わせて安定性を評価しても良い。すなわち、すべての判定結果で安定性が許容できると判定された場合のみ、安定性が許容できると判定し、１つでも安定性が許容できないと判定された場合、安定性が許容できないと判定するとしてもよい。
　また、判定動作と１つまたは複数の判定方法をあらかじめ対応付け、その判定方法の判定結果に基づいて判定しても良い。
　上記の第１～第４実施形態の自動走行制御と自動掘削制御と自動仕上げ制御を実行するための制御パラメータとして、目標位置を受信して、制御を実行するように構成したが、制御パラメータを不要として事前に決められた動作を実行するように構成したり、制御パラメータとして、各電磁比例弁の目標制御圧やアクチュエータの目標角速度、各回動部の角速度、バケット爪先位置Ｐやバケット１０とアーム９の接続ピン位置の速度ベクトルなど、油圧ショベル１を動作する上で必要なパラメータを受信するように構成しても良い。
　第２、第３実施形態では、整地を行うための自動制御である、自動均し制御、自動排土走行制御を、安定ではないと判定した後に即座に実行するように構成したが、外部システムと通信を行い、外部システムからの指令に基づいて自動整地制御を行うように構成しても良い。
　第４実施形態では、安定ではないと判定された場合、あらかじめ決められた所定の方向と距離だけ自動走行するように構成したが、例えば、地形計測装置６８０を用いて足場が安定している箇所を推定し、その推定箇所へ自動走行するように構成しても良い。
　第１～第４実施形態では、油圧ショベル１の自動制御を実行する自動制御演算部７００を油圧ショベル１に搭載した制御コントローラ４０に実装しているが、実装の場所はこれに限定されず、例えばクラウドやサーバなどの外部システムへ実装し、外部システムから通信装置６７０を介して油圧ショベル１へ信号を送信して油圧ショベル１を動作するように構成しても良い。
　なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形形態が含まれる。例えば、上記した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
１…油圧ショベル（作業機械）
１Ａ…フロント作業装置
１Ｂ…車体
８…ブーム
９…アーム
１０…バケット
１１…下部走行体
１２…上部旋回体
１６ａ～１６ｌ…圧力センサ
１７ａ～１７ｌ…圧力センサ
２２、２３…操作装置
３０…ブーム角度センサ
３１…アーム角度センサ
３２…バケット角度センサ
３３…車体傾斜角センサ（測定装置）
３４…旋回角度センサ
４０…制御コントローラ（制御装置）
４４…電磁比例弁制御部
５０、５１、５２、５３、５４、５５、５６…電磁比例弁
６０…姿勢検出装置
４７０…エンジン制御コントローラ
４８０…エンジン回転数設定装置
６５０…制御切替装置
６６０…自己位置検出装置
６７０…通信装置（受信部）
６７１…通信装置（送信部）
６８０…地形計測装置
７００…自動制御演算部
７０１…自動制御実行管理部
７０２…安定性判定部
７０３…自動走行制御部
７０４…自動掘削制御部（自動作業制御部）
７０５…自動均し制御部（自動整地制御部）
７０６…自動仕上げ制御部（自動作業制御部）
７０７…自動排土走行制御部（自動整地制御部）

Claims (10)

  1. 　複数のアクチュエータによって駆動する複数の被駆動部材を有する作業機械と、
    　前記作業機械を制御する制御装置と、を備える作業機械の自動制御システムにおいて、
    　前記制御装置は、
    　前記作業機械の自動走行を行う自動走行制御部と、
    　前記作業機械の自動作業を行う自動作業制御部と、
    　前記作業機械の足場の安定性を判定する安定性判定部と、を備え、
    　前記自動走行制御部により自動走行制御を実行した後に前記自動作業制御部による自動作業制御の実行がある場合に、前記自動作業制御を実行する前に、前記安定性判定部による安定性判定を実行し、前記安定性判定部の判定結果に基づいて前記作業機械の自動制御を実行することを特徴とする作業機械の自動制御システム。
  2. 　請求項１に記載の作業機械の自動制御システムにおいて、
    　前記安定性判定部は、前記作業機械が事前に設定された判定動作を行うことで取得される車体情報に基づいて、前記安定性を判定することを特徴とする作業機械の自動制御システム。
  3. 　請求項１に記載の作業機械の自動制御システムにおいて、
    　前記安定性判定部は、安定性判定を実行した後に実行される自動制御の内容に応じて事前に設定される安定性判定閾値に基づいて、前記安定性を判定することを特徴とする作業機械の自動制御システム。
  4. 　請求項１に記載の作業機械の自動制御システムにおいて、
    　前記安定性判定部は、前記作業機械の傾斜角を測定する測定装置により測定された前記作業機械の傾斜角に基づいて、前記安定性を判定することを特徴とする作業機械の自動制御システム。
  5. 　請求項１に記載の作業機械の自動制御システムにおいて、
    　前記安定性判定部は、前記作業機械が事前に設定された判定動作を行うことで前記作業機械の傾斜角を測定する測定装置により測定された前記作業機械の傾斜角に基づいて、前記安定性を判定することを特徴とする作業機械の自動制御システム。
  6. 　請求項１に記載の作業機械の自動制御システムにおいて、
    　前記安定性判定部は、安定ではないと判定した場合、自動制御を中断し、外部システムと通信を行う通信装置を介して外部システムへ中断したことを通知することを特徴とする作業機械の自動制御システム。
  7. 　請求項１に記載の作業機械の自動制御システムにおいて、
    　前記安定性判定部は、前記作業機械の周囲の地形を計測する地形計測装置の地形計測結果に基づいて、前記安定性を判定することを特徴とする作業機械の自動制御システム。
  8. 　請求項７に記載の作業機械の自動制御システムにおいて、
    　前記制御装置は、前記作業機械の自動制御の実行順において、自動走行制御の後に自動作業制御がある場合、自動走行制御の最終目標位置に対して予め設定された所定の距離だけ離れた判定実行位置までの自動走行制御の後、かつ、前記判定実行位置から前記最終目標位置までの自動走行制御の前に前記安定性判定部による安定性判定を実行することで、前記自動走行制御部により自動走行制御を実行した後に、前記自動作業制御部による自動作業制御を実行する前に、前記安定性判定部による安定性判定を実行することを特徴とする作業機械の自動制御システム。
  9. 　請求項７に記載の作業機械の自動制御システムにおいて、
    　前記安定性判定部は、安定ではないと判定した場合、安定であると判定するまで、又は、前記作業機械の周囲の地形を整地する自動整地制御部の実行回数が予め設定された所定回数を超えるまで、前記自動整地制御部を繰り返し実行し、
    　前記自動整地制御部の実行回数が予め設定された所定回数を超えても安定であると判定されない場合、自動制御を中断し、外部システムと通信を行う通信装置を介して外部システムへ中断したことを通知することを特徴とする作業機械の自動制御システム。
  10. 　請求項１に記載の作業機械の自動制御システムにおいて、
    　前記安定性判定部は、安定ではないと判定した場合、前記自動走行制御部の走行目標位置を当初の位置から変更して前記自動走行制御部により自動走行制御を実行することを特徴とする作業機械の自動制御システム。
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