JP7367001B2 - ショベル及び施工システム - Google Patents

Description

本開示は、掘削機としてのショベル及び施工システムに関する。

従来、操作者が手動で操作装置を操作してブーム、アーム、及びバケットを動かしながら法面仕上げ作業を行う際に、バケットの各部位のうち目標面に最も近い部位と目標面との距離（最短距離）を算出して表示するショベルが知られている（例えば、特許文献１参照）。

このショベルは、バケットと目標面との間の最短距離に基づいて警報音を出力するように構成されている。具体的には、ショベルは、その最短距離が短くなるにしたがって警報音の周波数を高くするように構成されている。目標面に対してバケットが近づき過ぎていることをショベルの操作者に認識させるためである。

特開２０１４－１０１６６４号公報

しかしながら、上述のショベルでは、バケットの爪先が目標面上にある場合、すなわち、最短距離がゼロになっている場合、警報音は変化しない。そのため、ショベルの操作者は、この状態が継続している限り、バケットの爪先が目標面に最も近い部位として検知されているものと認識してしまうおそれがある。その結果、ショベルから遠ざかるにつれて目標面の傾斜角が大きくなる状況では、上述のショベルは、バケットの爪先を目標面に接触させながらアームを開くときにバケットの背面を目標面に接触させ目標面を崩してしまうおそれがある。目標面の別の一部である傾斜面がバケットの背面に近づいていたとしても、操作者は、バケットの背面と傾斜面とが接近していることを認識できないためである。

そこで、エンドアタッチメントによる目標面の損傷をより確実に防止できるショベルを提供することが望ましい。

本発明の実施形態に係るショベルは、下部走行体と、前記下部走行体に旋回可能に搭載された上部旋回体と、前記上部旋回体に取り付けられたアタッチメントと、前記アタッチメントを構成するエンドアタッチメントと、アクチュエータと、前記アクチュエータを自律的に動作させる制御装置と、有し、前記制御装置は、前記エンドアタッチメントにおける複数の所定点のそれぞれに関して前記アクチュエータの制御量を算出し、算出した各制御量に基づいて前記アクチュエータを自律的に動作させ、前記エンドアタッチメントはバケットであり、複数の前記所定点は、前記バケットの爪先の左端点及び右端点を含む。

上述の手段により、エンドアタッチメントによる目標面の損傷をより確実に防止できるショベルが提供される。

本発明の実施形態に係るショベルの側面図である。 図１のショベルの上面図である。 図１のショベルに搭載される油圧システムの構成例を示す図である。 アームシリンダの操作に関する油圧システム部分を抜き出した図である。 ブームシリンダの操作に関する油圧システム部分を抜き出した図である。 バケットシリンダの操作に関する油圧システム部分を抜き出した図である。 旋回油圧モータの操作に関する油圧システム部分を抜き出した図である。 コントローラの構成例を示す図である。 自律制御部の入力側の構成例を示す図である。 自律制御部の出力側の構成例を示す図である。 目標面に沿って移動するバケットの側面図である。 目標面に沿って移動するバケットの側面図である。 バケットの斜視図である。 目標面に沿って移動するバケットの正面図である。 チルトバケットの斜視図である。 目標面に沿って移動するチルトバケットの正面図である。 施工システムの一例を示す概略図である。 施工システムの別の一例を示す概略図である。

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

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

下部走行体１には旋回機構２を介して上部旋回体３が旋回可能に搭載されている。旋回機構２は、上部旋回体３に搭載されている旋回アクチュエータとしての旋回油圧モータ２Ａによって駆動される。但し、旋回アクチュエータは、電動アクチュエータとしての旋回電動発電機であってもよい。

上部旋回体３にはブーム４が取り付けられている。ブーム４の先端にはアーム５が取り付けられ、アーム５の先端にはエンドアタッチメントとしてのバケット６が取り付けられている。ブーム４、アーム５及びバケット６は、アタッチメントの一例である掘削アタッチメントＡＴを構成する。ブーム４はブームシリンダ７で駆動され、アーム５はアームシリンダ８で駆動され、バケット６はバケットシリンダ９で駆動される。ブームシリンダ７、アームシリンダ８及びバケットシリンダ９は、アタッチメントアクチュエータを構成している。エンドアタッチメントは、法面バケットであってもよい。

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

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

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

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

上部旋回体３には、運転室としてのキャビン１０が設けられ、且つ、エンジン１１等の動力源が搭載されている。また、上部旋回体３には、空間認識装置７０、向き検出装置７１、測位装置７３、機体傾斜センサＳ４、及び旋回角速度センサＳ５等が取り付けられている。キャビン１０の内部には、操作装置２６、コントローラ３０、情報入力装置７２、表示装置Ｄ１、及び音声出力装置Ｄ２等が設けられている。なお、本書では、便宜上、上部旋回体３における、掘削アタッチメントＡＴが取り付けられている側を前方とし、カウンタウェイトが取り付けられている側を後方とする。

空間認識装置７０は、ショベル１００の周囲の三次元空間に存在する物体を認識するように構成されている。また、空間認識装置７０は、空間認識装置７０又はショベル１００から認識された物体までの距離を算出するように構成されていてもよい。空間認識装置７０は、例えば、超音波センサ、ミリ波レーダ、単眼カメラ、ステレオカメラ、ＬＩＤＡＲ、距離画像センサ、赤外線センサ等、又はそれらの任意の組み合わせを含む。本実施形態では、空間認識装置７０は、キャビン１０の上面前端に取り付けられた前方センサ７０Ｆ、上部旋回体３の上面後端に取り付けられた後方センサ７０Ｂ、上部旋回体３の上面左端に取り付けられた左方センサ７０Ｌ、及び、上部旋回体３の上面右端に取り付けられた右方センサ７０Ｒを含む。上部旋回体３の上方の空間に存在する物体を認識する上方センサがショベル１００に取り付けられていてもよい。

向き検出装置７１は、上部旋回体３の向きと下部走行体１の向きとの相対的な関係に関する情報を検出するように構成されている。向き検出装置７１は、例えば、下部走行体１に取り付けられた地磁気センサと上部旋回体３に取り付けられた地磁気センサの組み合わせで構成されていてもよい。或いは、向き検出装置７１は、下部走行体１に取り付けられたＧＮＳＳ受信機と上部旋回体３に取り付けられたＧＮＳＳ受信機の組み合わせで構成されていてもよい。向き検出装置７１は、ロータリエンコーダ、ロータリポジションセンサ等、又は、それらの任意の組み合わせであってもよい。旋回電動発電機で上部旋回体３が旋回駆動される構成では、向き検出装置７１は、レゾルバで構成されていてもよい。向き検出装置７１は、例えば、下部走行体１と上部旋回体３との間の相対回転を実現する旋回機構２に関連して設けられるセンタージョイントに取り付けられていてもよい。

向き検出装置７１は、上部旋回体３に取り付けられたカメラで構成されていてもよい。この場合、向き検出装置７１は、上部旋回体３に取り付けられているカメラが撮像した画像（入力画像）に既知の画像処理を施して入力画像に含まれる下部走行体１の画像を検出する。そして、向き検出装置７１は、既知の画像認識技術を用いて下部走行体１の画像を検出することで、下部走行体１の長手方向を特定する。そして、上部旋回体３の前後軸の方向と下部走行体１の長手方向との間に形成される角度を導き出す。上部旋回体３の前後軸の方向は、カメラの取り付け位置から導き出される。特に、クローラ１Ｃは上部旋回体３から突出しているため、向き検出装置７１は、クローラ１Ｃの画像を検出することで下部走行体１の長手方向を特定できる。この場合、向き検出装置７１は、コントローラ３０に統合されていてもよい。また、カメラは、空間認識装置７０であってもよい。

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

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

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

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

以下では、ブーム角度センサＳ１、アーム角度センサＳ２、バケット角度センサＳ３、機体傾斜センサＳ４及び旋回角速度センサＳ５の少なくとも１つは、姿勢検出装置とも称される。掘削アタッチメントＡＴの姿勢は、例えば、ブーム角度センサＳ１、アーム角度センサＳ２及びバケット角度センサＳ３のそれぞれの出力に基づいて検出される。

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

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

操作装置２６は、操作者がアクチュエータの操作のために用いる装置である。操作装置２６は、例えば、操作レバー及び操作ペダルを含む。アクチュエータは、油圧アクチュエータ及び電動アクチュエータの少なくとも１つを含む。

コントローラ３０は、ショベル１００を制御するための制御装置である。本実施形態では、コントローラ３０は、ＣＰＵ、揮発性記憶装置、及び不揮発性記憶装置等を備えたコンピュータで構成されている。そして、コントローラ３０は、各機能に対応するプログラムを不揮発性記憶装置から読み出して揮発性記憶装置にロードし、対応する処理をＣＰＵに実行させる。各機能は、例えば、操作者によるショベル１００の手動操作をガイド（案内）するマシンガイダンス機能、及び、操作者によるショベル１００の手動操作を支援したり或いはショベル１００を自動的或いは自律的に動作させたりするマシンコントロール機能を含む。コントローラ３０は、ショベル１００の周囲の監視範囲内に存在する物体とショベル１００との接触を回避するためにショベル１００を自動的或いは自律的に動作させたり或いは停止させたりする接触回避機能を含んでいてもよい。ショベル１００の周囲の物体の監視は、監視範囲内だけでなく監視範囲外に対しても実行される。この際、コントローラ３０は、物体の種類と物体の位置を検出する。

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

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

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

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

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

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

パイロットポンプ１５は、パイロット圧生成装置の一例であり、パイロットラインを介して操作装置２６を含む油圧制御機器に作動油を供給できるように構成されている。本実施形態では、パイロットポンプ１５は、固定容量型油圧ポンプである。但し、パイロット圧生成装置は、メインポンプ１４によって実現されてもよい。すなわち、メインポンプ１４は、作動油ラインを介して作動油をコントロールバルブユニット１７に供給する機能に加え、パイロットラインを介して操作装置２６を含む各種油圧制御機器に作動油を供給する機能を備えていてもよい。この場合、パイロットポンプ１５は、省略されてもよい。

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

操作装置２６は、パイロットラインを介して、パイロットポンプ１５が吐出する作動油を、コントロールバルブユニット１７内の対応する制御弁のパイロットポートに供給できるように構成されている。パイロットポートのそれぞれに供給される作動油の圧力（パイロット圧）は、油圧アクチュエータのそれぞれに対応する操作装置２６の操作方向及び操作量に応じた圧力である。但し、操作装置２６は、上述のようなパイロット圧式ではなく、電気制御式であってもよい。この場合、コントロールバルブユニット１７内の制御弁は、電磁ソレノイド式スプール弁であってもよい。

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

走行レバー２６Ｄは、クローラ１Ｃの操作に用いられる。具体的には、左走行レバー２６ＤＬは、左クローラ１ＣＬの操作に用いられる。左走行ペダルと連動するように構成されていてもよい。左走行レバー２６ＤＬは、前後方向に操作されると、パイロットポンプ１５が吐出する作動油を利用し、レバー操作量に応じた制御圧を制御弁１７１のパイロットポートに導入させる。右走行レバー２６ＤＲは、右クローラ１ＣＲの操作に用いられる。右走行ペダルと連動するように構成されていてもよい。右走行レバー２６ＤＲは、前後方向に操作されると、パイロットポンプ１５が吐出する作動油を利用し、レバー操作量に応じた制御圧を制御弁１７２のパイロットポートに導入させる。

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

操作圧センサ２９は、操作圧センサ２９ＬＡ、２９ＬＢ、２９ＲＡ、２９ＲＢ、２９ＤＬ、２９ＤＲを含む。操作圧センサ２９ＬＡは、操作者による左操作レバー２６Ｌに対する前後方向への操作の内容を圧力の形で検出し、検出した値をコントローラ３０に対して出力する。操作の内容は、例えば、レバー操作方向、レバー操作量（レバー操作角度）等である。

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

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

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

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

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

次に、図４Ａ～図４Ｄを参照し、コントローラ３０がマシンコントロール機能によってアクチュエータを動作させるための構成について説明する。図４Ａ～図４Ｄは、油圧システムの一部を抜き出した図である。具体的には、図４Ａは、アームシリンダ８の操作に関する油圧システム部分を抜き出した図であり、図４Ｂは、ブームシリンダ７の操作に関する油圧システム部分を抜き出した図である。図４Ｃは、バケットシリンダ９の操作に関する油圧システム部分を抜き出した図であり、図４Ｄは、旋回油圧モータ２Ａの操作に関する油圧システム部分を抜き出した図である。

図４Ａ～図４Ｄに示すように、油圧システムは、比例弁３１、シャトル弁３２、及び比例弁３３を含む。比例弁３１は、比例弁３１ＡＬ～３１ＤＬ及び３１ＡＲ～３１ＤＲを含み、シャトル弁３２は、シャトル弁３２ＡＬ～３２ＤＬ及び３２ＡＲ～３２ＤＲを含み、比例弁３３は、比例弁３３ＡＬ～３３ＤＬ及び３３ＡＲ～３３ＤＲを含む。

比例弁３１は、マシンコントロール用制御弁として機能する。比例弁３１は、パイロットポンプ１５とシャトル弁３２とを接続する管路に配置され、その管路の流路面積を変更できるように構成されている。本実施形態では、比例弁３１は、コントローラ３０が出力する制御指令に応じて動作する。そのため、コントローラ３０は、操作者による操作装置２６の操作とは無関係に、パイロットポンプ１５が吐出する作動油を、比例弁３１及びシャトル弁３２を介し、コントロールバルブユニット１７内の対応する制御弁のパイロットポートに供給できる。

シャトル弁３２は、２つの入口ポートと１つの出口ポートを有する。２つの入口ポートのうちの１つは操作装置２６に接続され、他方は比例弁３１に接続されている。出口ポートは、コントロールバルブユニット１７内の対応する制御弁のパイロットポートに接続されている。そのため、シャトル弁３２は、操作装置２６が生成するパイロット圧と比例弁３１が生成するパイロット圧のうちの高い方を、対応する制御弁のパイロットポートに作用させることができる。

比例弁３３は、比例弁３１と同様に、マシンコントロール用制御弁として機能する。比例弁３３は、操作装置２６とシャトル弁３２とを接続する管路に配置され、その管路の流路面積を変更できるように構成されている。本実施形態では、比例弁３３は、コントローラ３０が出力する制御指令に応じて動作する。そのため、コントローラ３０は、操作者による操作装置２６の操作とは無関係に、操作装置２６が吐出する作動油の圧力を減圧した上で、シャトル弁３２を介し、コントロールバルブユニット１７内の対応する制御弁のパイロットポートに供給できる。

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

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

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

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

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

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

比例弁３３ＡＬは、コントローラ３０が出力する制御指令（電流指令）に応じて動作する。そして、パイロットポンプ１５から左操作レバー２６Ｌ、比例弁３３ＡＬ、及びシャトル弁３２ＡＬを介して制御弁１７６Ｌの右側パイロットポート及び制御弁１７６Ｒの左側パイロットポートに導入される作動油によるパイロット圧を減圧する。比例弁３３ＡＲは、コントローラ３０が出力する制御指令（電流指令）に応じて動作する。そして、パイロットポンプ１５から左操作レバー２６Ｌ、比例弁３３ＡＲ、及びシャトル弁３２ＡＲを介して制御弁１７６Ｌの左側パイロットポート及び制御弁１７６Ｒの右側パイロットポートに導入される作動油によるパイロット圧を減圧する。比例弁３３ＡＬ、３３ＡＲは、制御弁１７６Ｌ、１７６Ｒを任意の弁位置で停止できるようにパイロット圧を調整可能である。

この構成により、コントローラ３０は、操作者によるアーム閉じ操作が行われている場合であっても、必要に応じて、制御弁１７６の閉じ側のパイロットポート（制御弁１７６Ｌの左側パイロットポート及び制御弁１７６Ｒの右側パイロットポート）に作用するパイロット圧を減圧し、アーム５の閉じ動作を強制的に停止させることができる。操作者によるアーム開き操作が行われているときにアーム５の開き動作を強制的に停止させる場合についても同様である。

或いは、コントローラ３０は、操作者によるアーム閉じ操作が行われている場合であっても、必要に応じて、比例弁３１ＡＲを制御し、制御弁１７６の閉じ側のパイロットポートの反対側にある、制御弁１７６の開き側のパイロットポート（制御弁１７６Ｌの右側パイロットポート及び制御弁１７６Ｒの左側パイロットポート）に作用するパイロット圧を増大させ、制御弁１７６を強制的に中立位置に戻すことで、アーム５の閉じ動作を強制的に停止させてもよい。この場合、比例弁３３ＡＬは省略されてもよい。操作者によるアーム開き操作が行われている場合にアーム５の開き動作を強制的に停止させる場合についても同様である。

また、以下の図４Ｂ～図４Ｄを参照しながらの説明を省略するが、操作者によるブーム上げ操作又はブーム下げ操作が行われている場合にブーム４の動作を強制的に停止させる場合、操作者によるバケット閉じ操作又はバケット開き操作が行われている場合にバケット６の動作を強制的に停止させる場合、及び、操作者による旋回操作が行われている場合に上部旋回体３の旋回動作を強制的に停止させる場合についても同様である。また、操作者による走行操作が行われている場合に下部走行体１の走行動作を強制的に停止させる場合についても同様である。

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

また、操作装置２６の形態として油圧式パイロット回路を備えた油圧式操作レバーに関する説明を記載したが、油圧式操作レバーではなく電気式パイロット回路を備えた電気式操作レバーが採用されてもよい。この場合、電気式操作レバーのレバー操作量は、電気信号としてコントローラ３０へ入力される。また、パイロットポンプ１５と各制御弁のパイロットポートとの間には電磁弁が配置される。電磁弁は、コントローラ３０からの電気信号に応じて動作するように構成される。この構成により、電気式操作レバーを用いた手動操作が行われると、コントローラ３０は、レバー操作量に対応する電気信号によって電磁弁を制御してパイロット圧を増減させることで各制御弁を移動させることができる。なお、各制御弁は電磁スプール弁で構成されていてもよい。この場合、電磁スプール弁は、電気式操作レバーのレバー操作量に対応するコントローラ３０からの電気信号に応じて動作する。

次に、図５を参照し、コントローラ３０の構成例について説明する。図５は、コントローラ３０の構成例を示す図である。図５では、コントローラ３０は、姿勢検出装置、操作装置２６、空間認識装置７０、向き検出装置７１、情報入力装置７２、測位装置７３及びスイッチＮＳ等の少なくとも１つが出力する信号を受け、様々な演算を実行し、比例弁３１、表示装置Ｄ１及び音声出力装置Ｄ２等の少なくとも１つに制御指令を出力できるように構成されている。姿勢検出装置は、ブーム角度センサＳ１、アーム角度センサＳ２、バケット角度センサＳ３、機体傾斜センサＳ４及び旋回角速度センサＳ５を含む。コントローラ３０は、位置算出部３０Ａ、軌道取得部３０Ｂ、及び自律制御部３０Ｃを機能要素として有する。なお、位置算出部３０Ａ、軌道取得部３０Ｂ、及び自律制御部３０Ｃは、説明の便宜のために区別されて示されているが、物理的に区別されている必要はなく、全体的に或いは部分的に共通のソフトウェアコンポーネント若しくはハードウェアコンポーネントで構成されていてもよい。また、コントローラ３０における１又は複数の機能要素は、後述の管理装置３００等の他の制御装置における機能要素であってもよい。すなわち、各機能要素は、何れの制御装置によって実現されてもよい。例えば、自律制御部３０Ｃは、ショベル１００の外部にある管理装置３００によって実現されてもよい。

位置算出部３０Ａは、測位対象の位置を算出するように構成されている。本実施形態では、位置算出部３０Ａは、アタッチメントの所定部位の基準座標系における座標点を算出する。所定部位は、例えば、バケット６の爪先である。基準座標系の原点は、例えば、旋回軸とショベル１００の接地面との交点である。基準座標系は、例えば、ＸＹＺ直交座標系であり、ショベル１００の前後軸に平行なＸ軸と、ショベル１００の左右軸に平行なＹ軸と、ショベル１００の旋回軸に平行なＺ軸とを有する。位置算出部３０Ａは、例えば、ブーム４、アーム５及びバケット６のそれぞれの回動角度からバケット６の爪先の座標点を算出する。位置算出部３０Ａは、バケット６の爪先の中央の座標点だけでなく、バケット６の爪先の左端の座標点、及び、バケット６の爪先の右端の座標点を算出してもよい。この場合、位置算出部３０Ａは、機体傾斜センサＳ４の出力を利用してもよい。また、位置算出部３０Ａは、測位装置７３の出力を利用し、アタッチメントの所定部位の世界座標系における座標点を算出してもよい。

軌道取得部３０Ｂは、ショベル１００を自律的に動作させるときにアタッチメントの所定部位が辿る軌道である目標軌道を取得するように構成されている。本実施形態では、軌道取得部３０Ｂは、自律制御部３０Ｃがショベル１００を自律的に動作させるときに利用する目標軌道を取得する。具体的には、軌道取得部３０Ｂは、不揮発性記憶装置に記憶されている目標面に関するデータ（以下、「設計データ」とする。）に基づいて目標軌道を導き出す。軌道取得部３０Ｂは、空間認識装置７０が認識したショベル１００の周囲の地形に関する情報に基づいて目標軌道を導き出してもよい。或いは、軌道取得部３０Ｂは、揮発性記憶装置に記憶されている姿勢検出装置の過去の出力からバケット６の爪先の過去の軌跡に関する情報を導き出し、その情報に基づいて目標軌道を導き出してもよい。或いは、軌道取得部３０Ｂは、アタッチメントの所定部位の現在位置と設計データとに基づいて目標軌道を導き出してもよい。

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

本実施形態では、自律制御部３０Ｃは、アクチュエータを自律的に動作させることで操作者によるショベルの手動操作を支援するように構成されている。例えば、自律制御部３０Ｃは、操作者がスイッチＮＳを押しながら手動でアーム閉じ操作を行っている場合に、目標軌道とバケット６の爪先の位置とが一致するようにブームシリンダ７、アームシリンダ８及びバケットシリンダ９の少なくとも１つを自律的に伸縮させてもよい。この場合、操作者は、例えば、左操作レバー２６Ｌをアーム閉じ方向に操作するだけで、バケット６の爪先を目標軌道に一致させながら、アーム５を閉じることができる。この例では、主な操作対象であるアームシリンダ８は「主要アクチュエータ」と称される。また、主要アクチュエータの動きに応じて動く従動的な操作対象であるブームシリンダ７及びバケットシリンダ９は「従属アクチュエータ」と称される。

本実施形態では、自律制御部３０Ｃは、比例弁３１に制御指令（電流指令）を与えて各アクチュエータに対応する制御弁に作用するパイロット圧を個別に調整することで各アクチュエータを自律的に動作させることができる。例えば、右操作レバー２６Ｒが傾倒されたか否かにかかわらず、ブームシリンダ７及びバケットシリンダ９の少なくとも１つを動作させることができる。

次に、図６及び図７を参照し、自律制御部３０Ｃの構成例について説明する。図６は、自律制御部３０Ｃの入力側の構成例を示す。図７は、自律制御部３０Ｃの出力側の構成例を示す。

本実施形態では、自律制御部３０Ｃは、法面仕上げ作業又は均し作業等において、エンドアタッチメントにおける複数の所定点のそれぞれに関してアクチュエータの制御量を算出するように構成されている。エンドアタッチメントにおける複数の所定点は、例えば、バケット６の爪先における点、及び、バケット６の背面における点等を含む。所定点の現在位置は、例えば、基準座標系における座標点で表される。アクチュエータの制御量は、例えば、ブームシリンダ７の制御量、アームシリンダ８の制御量及びバケットシリンダ９の制御量等を含む。ブームシリンダ７の制御量は、例えば、ブームシリンダ７のストローク量又はブーム角度α等で表される。アームシリンダ８の制御量及びバケットシリンダ９の制御量についても同様である。

自律制御部３０Ｃは、例えば、ブームシリンダ７の制御量としてのブーム角度「Ｘ度」に関する制御指令を比例弁３１に対して出力することで、ブーム４をＸ度だけ回動させることができる。

自律制御部３０Ｃは、例えば、主要アクチュエータであるアームシリンダ８の制御量を最初に算出し、その後に、従属アクチュエータであるブームシリンダ７及びバケットシリンダ９のそれぞれの制御量を算出する。主要アクチュエータであるアームシリンダ８の制御量は、例えば、左操作レバー２６Ｌの操作量に基づいて算出された後で、必要に応じて調節（補正）される。そして、アームシリンダ８の制御量が変化すると、その変化に応じてブームシリンダ７及びバケットシリンダ９のそれぞれの制御量も変化する。

本実施形態では、自律制御部３０Ｃは、目標値算出部３０Ｄ、合成部３０Ｅ及び演算部３０Ｆを含む。目標値算出部３０Ｄは、所定の制御周期毎に、エンドアタッチメントにおける複数の所定点のそれぞれに関する目標値を算出するように構成されている。目標値は、例えば、エンドアタッチメントにおける所定点の所定時間後の位置（目標位置）に関する値であり、典型的には、目標ブーム角度、目標アーム角度及び目標バケット角度で表される。なお、目標値算出部３０Ｄ、合成部３０Ｅ及び演算部３０Ｆは、説明の便宜のために区別されて示されているが、物理的に区別されている必要はなく、全体的に或いは部分的に共通のソフトウェアコンポーネント若しくはハードウェアコンポーネントで構成されていてもよい。また、自律制御部３０Ｃにおける１又は複数の機能要素は、後述の管理装置３００等の他の制御装置における機能要素であってもよい。すなわち、各機能要素は、何れの制御装置によって実現されてもよい。例えば、目標値算出部３０Ｄ及び合成部３０Ｅは、ショベル１００の外部にある管理装置３００によって実現されてもよい。

本実施形態では、目標値算出部３０Ｄは、第１目標値算出部３０Ｄ１及び第２目標値算出部３０Ｄ２を含む。第１目標値算出部３０Ｄ１は、バケット６の爪先の制御基準点Ｐａ（図１参照。）に関する目標値を算出するように構成されている。第２目標値算出部３０Ｄ２は、バケット６の背面の制御基準点Ｐｂ（図１参照。）に関する目標値を算出するように構成されている。

具体的には、第１目標値算出部３０Ｄ１は、操作圧センサ２９ＬＡ、情報入力装置７２、スイッチＮＳ及び位置算出部３０Ａのそれぞれの出力に基づき、バケット６の爪先の制御基準点Ｐａの目標位置を算出する。目標位置は、制御基準点Ｐａが所定時間後に到達する位置である。

より具体的には、第１目標値算出部３０Ｄ１は、操作圧センサ２９ＬＡの出力とスイッチＮＳの出力とに基づき、スイッチＮＳが押された状態で左操作レバー２６Ｌが前後方向に操作されているか否かを判定する。そして、スイッチＮＳが押された状態で左操作レバー２６Ｌが前後方向に操作されていると判定した場合、第１目標値算出部３０Ｄ１は、制御基準点Ｐａの現在位置と目標面に関する情報とに基づき、制御基準点Ｐａの目標位置を算出する。目標面に関する情報は、例えば、情報入力装置７２を通じて入力される設計データから導き出される。目標面に関する情報は、例えば、法面角度等を含む。制御基準点Ｐａの現在位置は、例えば、位置算出部３０Ａによって算出される。位置算出部３０Ａは、例えば、ブーム角度センサＳ１、アーム角度センサＳ２及びバケット角度センサＳ３等の出力に基づいて制御基準点Ｐａの現在位置を算出する。そして、第１目標値算出部３０Ｄ１は、算出した制御基準点Ｐａの目標位置に基づき、制御基準点Ｐａを目標位置に移動させたときのブーム角度αｔ１、アーム角度βｔ１及びバケット角度γｔ１を導き出す。本実施形態では、ブーム角度αｔ１は、ブームシリンダ７に関する第１制御量を表す。同様に、アーム角度βｔ１は、アームシリンダ８に関する第１制御量を表し、バケット角度γｔ１は、バケットシリンダ９に関する第１制御量を表す。

第２目標値算出部３０Ｄ２は、第１目標値算出部３０Ｄ１と同様に、操作圧センサ２９ＬＡ、情報入力装置７２、スイッチＮＳ及び位置算出部３０Ａのそれぞれの出力に基づき、バケット６の背面の制御基準点Ｐｂの目標位置を算出する。目標位置は、制御基準点Ｐｂが所定時間後に到達する位置である。

具体的には、第２目標値算出部３０Ｄ２は、第１目標値算出部３０Ｄ１と同様に、スイッチＮＳが押された状態で左操作レバー２６Ｌが前後方向に操作されているか否かを判定する。そして、スイッチＮＳが押された状態で左操作レバー２６Ｌが前後方向に操作されていると判定した場合、第２目標値算出部３０Ｄ２は、制御基準点Ｐｂの現在位置と目標面に関する情報とに基づき、制御基準点Ｐｂの目標位置を算出する。そして、第２目標値算出部３０Ｄ２は、算出した制御基準点Ｐｂの目標位置に基づき、制御基準点Ｐｂを目標位置に移動させたときのブーム角度αｔ２、アーム角度βｔ２及びバケット角度γｔ２を導き出す。本実施形態では、ブーム角度αｔ２は、ブームシリンダ７に関する第２制御量を表す。同様に、アーム角度βｔ２は、アームシリンダ８に関する第２制御量を表し、バケット角度γｔ２は、バケットシリンダ９に関する第２制御量を表す。

本実施形態では、第１目標値算出部３０Ｄ１及び第２目標値算出部３０Ｄ２は、互いに独立して動作する別々の機能要素であるが、同じ１つの機能要素として一体的に構成されていてもよい。

合成部３０Ｅは、１つのアクチュエータに関する複数の制御量を合成するように構成されている。本実施形態では、合成部３０Ｅは、第１合成部３０Ｅ１、第２合成部３０Ｅ２及び第３合成部３０Ｅ３を含む。

演算部３０Ｆは、合成部３０Ｅが出力する合成制御量に基づき、比例弁３１に対して出力する制御指令（電流指令）を生成するように構成されている。本実施形態では、演算部３０Ｆは、第１演算部３０Ｆ１、第２演算部３０Ｆ２及び第３演算部３０Ｆ３を含む。

第１合成部３０Ｅ１は、ブームシリンダ７に関する複数の制御量を合成して導き出した合成制御量αｔを第１演算部３０Ｆ１に対して出力するように構成されている。そして、第１演算部３０Ｆ１は、第１合成部３０Ｅ１が出力する合成制御量αｔに基づき、ブームシリンダ７に関する比例弁３１ＢＬ、３１ＢＲに対して出力する制御指令（電流指令）を生成するように構成されている。本実施形態では、第１合成部３０Ｅ１は、ブームシリンダ７に関する第１制御量（ブーム角度αｔ１）と第２制御量（ブーム角度αｔ２）とを合成して合成制御量αｔを導き出す。「合成」は、相加平均、相乗平均、加重平均、又は択一等の何れであってもよい。択一の場合、第１合成部３０Ｅ１は、例えば、第１制御量と第２制御量とを比較して大きい方を選択してもよい。第１演算部３０Ｆ１は、例えば、合成制御量αｔと現在のブーム角度αとの差がゼロに近づくように制御指令を生成し、その制御指令をブームシリンダ７に関する比例弁３１ＢＬ、３１ＢＲに対して出力する。

第２合成部３０Ｅ２は、アームシリンダ８に関する複数の制御量を合成して導き出した合成制御量βｔを第２演算部３０Ｆ２に対して出力するように構成されている。そして、第２演算部３０Ｆ２は、第２合成部３０Ｅ２が出力する合成制御量βｔに基づき、アームシリンダ８に関する比例弁３１ＡＬ、３１ＡＲに対して出力する制御指令（電流指令）を生成するように構成されている。本実施形態では、第２合成部３０Ｅ２は、アームシリンダ８に関する第１制御量（アーム角度βｔ１）と第２制御量（アーム角度βｔ２）とを合成して合成制御量βｔを導き出す。「合成」は、相加平均、相乗平均、加重平均、又は択一等の何れであってもよい。択一の場合、第２合成部３０Ｅ２は、例えば、第１制御量と第２制御量とを比較して大きい方を選択してもよい。第２演算部３０Ｆ２は、例えば、合成制御量βｔと現在のアーム角度βとの差がゼロに近づくように制御指令を生成し、その制御指令をアームシリンダ８に関する比例弁３１ＢＬ、３１ＢＲに対して出力する。

第３合成部３０Ｅ３は、バケットシリンダ９に関する複数の制御量を合成して導き出した合成制御量γｔを第３演算部３０Ｆ３に対して出力するように構成されている。そして、第３演算部３０Ｆ３は、第３合成部３０Ｅ３が出力する合成制御量γｔに基づき、バケットシリンダ９に関する比例弁３１ＣＬ、３１ＣＲに対して出力する制御指令（電流指令）を生成するように構成されている。本実施形態では、第３合成部３０Ｅ３は、バケットシリンダ９に関する第１制御量（バケット角度γｔ１）と第２制御量（バケット角度γｔ２）とを合成して合成制御量γｔを導き出す。「合成」は、相加平均、相乗平均、加重平均、又は択一等の何れであってもよい。択一の場合、第３合成部３０Ｅ３は、例えば、第１制御量と第２制御量とを比較して大きい方を選択してもよい。第３演算部３０Ｆ３は、例えば、合成制御量γｔと現在のバケット角度γとの差がゼロに近づくように制御指令を生成し、その制御指令をバケットシリンダ９に関する比例弁３１ＣＬ、３１ＣＲに対して出力する。

本実施形態では、第１合成部３０Ｅ１、第２合成部３０Ｅ２、及び第３合成部３０Ｅ３は、互いに独立して動作する別々の機能要素であるが、同じ１つの機能要素として一体的に構成されていてもよい。この場合も、「合成」は、相加平均、相乗平均、加重平均、又は択一等の何れであってもよい。択一の場合、その一体的に構成された機能要素は、例えば、第１制御量と第２制御量とを比較して大きい方を選択してもよい。このようにして、自律制御部３０Ｃは、バケット６の全体を上げるためにブーム４を駆動させたり、バケット６の爪先が高くなるようにバケット６を回動させたりする等、所定の条件に基づいて油圧アクチュエータを制御する。また、第１演算部３０Ｆ１、第２演算部３０Ｆ２及び第３演算部３０Ｆ３は、互いに独立して動作する別々の機能要素であるが、同じ１つの機能要素として一体的に構成されていてもよい。

比例弁３１ＢＬ、３１ＢＲは、制御指令に応じたパイロット圧をブームシリンダ７に関する制御弁１７５に対して作用させる。比例弁３１ＢＬ、３１ＢＲが生成したパイロット圧を受けた制御弁１７５は、メインポンプ１４が吐出する作動油を、パイロット圧に対応する流れ方向及び流量でブームシリンダ７に供給する。

このとき、自律制御部３０Ｃは、スプール変位センサ（図示せず。）の検出値である制御弁１７５のスプール変位量に基づいてスプール制御指令を生成してもよい。そして、スプール制御指令に対応する制御電流を比例弁３１ＢＬ、３１ＢＲに対して出力してもよい。制御弁１７５をより高精度に制御するためである。

ブームシリンダ７は、制御弁１７５を介して供給される作動油により伸縮する。ブーム角度センサＳ１は、伸縮するブームシリンダ７によって動かされるブーム４のブーム角度αを検出する。そして、ブーム角度センサＳ１は、検出したブーム角度αをブーム角度αの現在値として第１演算部３０Ｆ１にフィードバックする。

なお、上述の説明は、合成制御量αｔに基づくブーム４の制御に関するものであるが、合成制御量βｔに基づくアーム５の制御、及び、合成制御量γｔに基づくバケット６の制御にも同様に適用可能である。そのため、合成制御量βｔに基づくアーム５の制御の流れ、及び、合成制御量γｔに基づくバケット６の制御の流れについてはその説明を省略する。

また、上述の説明は、ブーム４、アーム５、及びバケット６の制御に関するものであるが、旋回制御にも適用可能である。この場合、合成部３０Ｅは、旋回アクチュエータに関する複数の制御量を合成して合成制御量を導き出すように構成されていてもよい。また、上述の説明は、アーム５の先端にバケット６ではなくチルトバケットが取り付けられている場合には、チルトバケットの制御にも適用可能である。この場合、合成部３０Ｅは、チルト駆動部（チルトシリンダ）に関する複数の制御量を合成して合成制御量を導き出すように構成されていてもよい。

次に、図８Ａ及び図８Ｂを参照し、複数の制御基準点に基づいてアクチュエータを自律的に動作させることによる効果について説明する。図８Ａ及び図８Ｂは、目標面ＴＳに沿って移動するバケット６の側面図である。図８Ａ及び図８Ｂの例では、目標面ＴＳは、水平部分ＨＳと傾斜部分ＳＬとを含む。自律制御部３０Ｃは、スイッチＮＳが押されている状態で左操作レバー２６Ｌがアーム閉じ方向に操作されたときに、目標面ＴＳに対するバケット６の掘削角度θを維持しながら、バケット６を目標面ＴＳに沿って移動させるように、ショベル１００を自律的に動作させる。

図８Ａ及び図８Ｂの例では、自律制御部３０Ｃは、第１時点から第４時点の間に、バケット６を目標面ＴＳに沿って左から右に移動させている。図８Ａ及び図８Ｂの例では、第１時点におけるバケット６は二点鎖線で示され、第２時点におけるバケット６は一点鎖線で示され、第３時点におけるバケット６は破線で示され、第４時点（現時点）におけるバケット６は実線で示されている。

図８Ａは、自律制御部３０Ｃが１つの制御基準点に基づいて導き出した制御量に応じて掘削アタッチメントＡＴを自律的に動作させたときのバケット６の移動経路を示す。すなわち、図８Ａの例では、自律制御部３０Ｃは、各時点で目標面ＴＳに最も近い制御基準点である制御基準点Ｐａ又は制御基準点Ｐｂに基づいて導き出した制御量に応じて掘削アタッチメントＡＴを自律的に動作させている。なお、自律制御部３０Ｃは、目標面ＴＳに最も近い制御基準点の現在位置と目標面に関する情報とに基づいて制御量を導き出している。

具体的には、自律制御部３０Ｃは、第１時点では、水平部分ＨＳと接している制御基準点Ｐｂ１に基づいて制御量を算出している。そして、自律制御部３０Ｃは、バケット６を水平部分ＨＳに沿って移動させるように、すなわち、矢印ＡＲ１で示す水平方向にバケット６を移動させるように制御量を算出している。

第２時点では、第１時点の場合と同様に、自律制御部３０Ｃは、水平部分ＨＳと接している制御基準点Ｐｂ２に基づいて制御量を算出している。そして、自律制御部３０Ｃは、バケット６を水平部分ＨＳに沿って移動させるように、すなわち、矢印ＡＲ２で示す水平方向にバケット６を移動させるように制御量を算出している。

第３時点では、自律制御部３０Ｃは、傾斜部分ＳＬと接している制御基準点Ｐａ３に基づいて制御量を算出している。そして、自律制御部３０Ｃは、バケット６を傾斜部分ＳＬに沿って移動させるように、すなわち、矢印ＡＲ３で示す斜め上方向にバケット６を移動させるように、制御量を算出している。具体的には、自律制御部３０Ｃは、掘削角度θで制御基準点Ｐｂを傾斜部分ＳＬに接触させることができるように制御量を算出している。

このように、図８Ａの例では、自律制御部３０Ｃは、制御基準点Ｐａ３が傾斜部分ＳＬと接触するまでは、制御基準点Ｐｂに基づいて制御量を算出している。そして、自律制御部３０Ｃは、制御基準点Ｐａ３が傾斜部分ＳＬと接触すると、制御量算出の基準となる制御基準点を制御基準点Ｐｂから制御基準点Ｐａに切り換え、制御基準点Ｐａに基づいて制御量を算出する。目標面ＴＳに関する最近傍点が制御基準点Ｐｂから制御基準点Ｐａに切り換わるためである。このときも、自律制御部３０Ｃは、目標面ＴＳに沿ってバケット６を移動させようとするが、点線で示すバケット６で表されるように、第３時点の直後に、バケット６の爪先が目標面ＴＳに食い込んでしまうのを防止できない。最近傍点の切り換わりによって制御内容が急変しても、バケット６は、慣性によって水平方向右側に移動してしまうためである。すなわち、自律制御部３０Ｃは、バケット６の爪先の位置の変化を、目標面ＴＳの変化（水平部分ＨＳから傾斜部分ＳＬへの変化）に追従させることができないためである。

これに対し、図８Ｂの例では、自律制御部３０Ｃは、２つの制御基準点のそれぞれの予測位置に基づいて導き出した制御量で掘削アタッチメントＡＴを自律的に動作させるように構成されている。具体的には、図８Ｂの例では、自律制御部３０Ｃは、制御基準点Ｐａの予測位置に基づいて導き出した制御量と、制御基準点Ｐｂの予測位置に基づいて導き出した制御量とを合成して得られる合成制御量で掘削アタッチメントＡＴを自律的に動作させている。すなわち、図８Ｂの例は、２つの制御基準点に基づく点、及び、制御基準点の現在位置ではなく予測位置に基づく点で図８Ａの例とは異なる。

制御基準点の予測位置は、制御基準点の現在位置から予測される制御基準点の所定時間後の位置を意味する。所定時間は、例えば、１又は複数回の制御周期に相当する時間である。但し、自律制御部３０Ｃは、２つの制御基準点の現在位置に基づいて導き出した制御量で掘削アタッチメントＡＴを自律的に動作させるように構成されていてもよい。なお、図８Ｂの例では、制御基準点の予測位置は、制御基準点の現在位置と左操作レバー２６Ｌのアーム閉じ方向への操作量とに基づいて算出される。

より具体的には、自律制御部３０Ｃは、第１時点では、図８Ａの例の場合と同様、矢印ＡＲ１１で示す水平方向にバケット６を移動させるように制御量を算出する。しかしながら、自律制御部３０Ｃは、第２時点では、図８Ａの例の場合と異なり、矢印ＡＲ１２で示す斜め上方向にバケット６を移動させるように制御量を算出する。これは、自律制御部３０Ｃが、制御基準点Ｐａ２に基づいて算出される制御量と、制御基準点Ｐｂ２に基づいて算出される制御量とを合成して最終的な制御量を算出することによる。なお、制御基準点Ｐｂ２に基づいて算出される制御量は、点線矢印ＡＲ１２ａで示す水平方向にバケット６を移動させる制御量であり、制御基準点Ｐａ２に基づいて算出される制御量は、点線矢印ＡＲ１２ｂで示す斜め上方向にバケット６を移動させる制御量である。図８Ｂの例では、点線矢印ＡＲ１２ａで示す方向と点線矢印ＡＲ１２ｂで示す方向とが異なるため、自律制御部３０Ｃは、点線矢印ＡＲ１２ａで示す方向にバケット６を移動させる制御量が小さくなるように、最終的な制御量を算出するように構成されている。但し、自律制御部３０Ｃは、このような場合であっても、点線矢印ＡＲ１２ａで示す方向にバケット６を移動させる制御量が小さくならないように、最終的な制御量を算出するように構成されていてもよい。

このように、図８Ｂの例では、自律制御部３０Ｃは、制御基準点Ｐａ及び制御基準点Ｐｂのそれぞれに基づいて継続的に且つ個別に制御量を算出した上で、それら２つの制御量を合成して最終的な制御量を導き出す。そのため、自律制御部３０Ｃは、図８Ａの例に比べ、目標面ＴＳに最も近い制御基準点以外の制御基準点に基づいて算出される制御量による影響を比較的早期に取り込むことができる。そのため、自律制御部３０Ｃは、バケット６の爪先の位置の変化を、目標面ＴＳの変化に追従させることができる。厳密には、自律制御部３０Ｃは、目標面ＴＳの変化に先だってバケット６の爪先の位置を変化させることができる。その結果、自律制御部３０Ｃは、第３時点の直後に、バケット６の爪先が目標面ＴＳに食い込んでしまうのを防止できる。

次に、図９を参照し、バケット６における制御基準点の別の設定例について説明する。図９は、バケット６の背面斜視図である。自律制御部３０Ｃは、上述のように制御基準点Ｐａ及び制御基準点Ｐｂのそれぞれに基づいて制御量を算出する代わりに、図９に示すような４つの制御基準点のそれぞれに基づいて制御量を算出するように構成されていてもよい。

４つ制御基準点は、制御基準点ＰａＬ、ＰａＲ、ＰｂＬ及びＰｂＲを含む。制御基準点ＰａＬは、バケット６の爪先の左側の端部に設定されている。制御基準点ＰａＲは、バケット６の爪先の右側の端部に設定されている。制御基準点ＰｂＬは、バケット６の背面の左側の端部に設定されている。制御基準点ＰｂＲは、バケット６の背面の右側の端部に設定されている。

この場合、自律制御部３０Ｃは、例えば、４つの制御基準点のそれぞれの現在位置又は予測位置に基づいて導き出した制御量を合成して得られる合成制御量に基づいて掘削アタッチメントＡＴを自律的に動作させるように構成されていてもよい。また、自律制御部３０Ｃは、３つ又は５つ以上の制御基準点のそれぞれの現在位置又は予測位置に基づいて導き出した制御量を合成して得られる合成制御量に基づいて掘削アタッチメントＡＴを自律的に動作させるように構成されていてもよい。例えば、制御基準点は、制御基準点ＰａＬ、ＰａＲ、ＰｂＬ及びＰｂＲと、バケット６の背面の中央の端部に設定された制御基準点と、バケット６の爪先の中央の端部に設定された制御基準点とを含んでいてもよい。

また、自律制御部３０Ｃは、ショベル１００に関する情報又は目標面ＴＳに関する情報等に基づき、制御量の算出のために利用する制御基準点の数を動的に決定してもよい。すなわち、自律制御部３０Ｃは、複数の制御基準点のうちの何れの制御基準点を利用するかを動的に決定してもよい。例えば、自律制御部３０Ｃは、ショベル１００が傾斜地に位置すると判定した場合、４つの制御基準点ＰａＬ、ＰａＲ、ＰｂＬ、及びＰｂＲのそれぞれに基づいて制御量を算出し、ショベル１００が平坦地に位置すると判定した場合、２つの制御基準点ＰａＬ及びＰｂＬのそれぞれに基づいて制御量を算出するように構成されていてもよい。この場合、自律制御部３０Ｃは、機体傾斜センサＳ４の出力に基づいてショベル１００が傾斜地に位置するか平坦地に位置するかを判定してもよい。

更に、自律制御部３０Ｃは、旋回動作中において、複数の制御基準点のうちの何れの制御基準点を利用するかを動的に決定してもよい。例えば、自律制御部３０Ｃは、旋回動作中であると判定した場合、４つの制御基準点ＰａＬ、ＰａＲ、ＰｂＬ、及びＰｂＲのそれぞれに基づいて制御量を算出してもよい。或いは、自律制御部３０Ｃは、旋回停止中であると判定した場合、２つの制御基準点ＰａＬ及びＰｂＬのそれぞれに基づいて制御量を算出するように構成されていてもよい。この場合、自律制御部３０Ｃは、左操作レバー２６Ｌの左右方向（旋回方向）におけるレバー操作量、制御弁１７３のパイロットポートに作用するパイロット圧、旋回油圧モータ２Ａにおける作動油の圧力、及び、旋回角速度センサＳ５の検出値等の少なくとも１つに基づいて旋回動作中であるか旋回停止中であるかを判定してもよい。

この構成により、自律制御部３０Ｃは、例えば、ショベル１００が法面に正対していない状態で、マシンコントロール機能を利用した法面仕上げ作業が行われる際に、バケット６の爪先が法面に食い込んでしまうのをより確実に防止できる。

次に、図１０を参照し、図９に示された４つの制御基準点ＰａＬ、ＰａＲ、ＰｂＬ、及びＰｂＲが利用される場合の効果について説明する。図１０は、ショベル１００の正面図である。

図１０に示す例では、右クローラ１ＣＲは水平面の上に位置し、左クローラ１ＣＬが水平面上にある石ＳＴの上に位置している。そのため、ショベル１００は、右側が低くなるように傾いている。そして、操作者は、左旋回によってバケット６の爪先を目標面ＴＳに沿って移動させようとしている。目標面ＴＳは、水平部分ＨＳと傾斜部分ＳＬとを有し、左に向かって上り勾配となっている。

この場合、自律制御部３０Ｃは、水平部分ＨＳと接している制御基準点ＰａＲのみに基づいて制御量を算出すると、左操作レバー２６Ｌが左旋回方向に操作されてバケット６が左方に移動したときに制御基準点ＰａＬが傾斜部分ＳＬと接触し、目標面ＴＳを損傷してしまう。図１０において破線で示されるバケット６Ａは、バケット６の爪先の左側の端部が目標面ＴＳの傾斜部分ＳＬに食い込んだときのバケット６の状態を表している。

そこで、自律制御部３０Ｃは、例えば、機体傾斜センサＳ４の出力に基づき、右側が低くなるようにショベル１００が傾いていると判定した場合には、４つの制御基準点ＰａＬ、ＰａＲ、ＰｂＬ、及びＰｂＲのそれぞれに基づいて制御量を算出する。

或いは、自律制御部３０Ｃは、例えば、操作圧センサ２９ＬＢの出力に基づき、旋回操作が行われていると判定した場合には、４つの制御基準点ＰａＬ、ＰａＲ、ＰｂＬ、及びＰｂＲのそれぞれに基づいて制御量を算出する。この場合、自律制御部３０Ｃは、ショベル１００が傾いているか否かにかかわらず、４つの制御基準点ＰａＬ、ＰａＲ、ＰｂＬ、及びＰｂＲのそれぞれに基づいて制御量を算出してもよい。

或いは、自律制御部３０Ｃは、操作圧センサ２９ＬＢの出力に基づき、左旋回操作が行われていると判定した場合には、制御基準点ＰａＬ及びＰｂＬの少なくとも一方に基づいて制御量を算出してもよい。制御基準点ＰａＬ及びＰｂＬは、旋回方向の先頭に位置しているためである。同様に、自律制御部３０Ｃは、操作圧センサ２９ＬＢの出力に基づき、右旋回操作が行われていると判定した場合には、制御基準点ＰａＲ及びＰｂＲの少なくとも一方に基づいて制御量を算出してもよい。制御基準点ＰａＲ及びＰｂＲは、旋回方向の先頭に位置しているためである。

なお、自律制御部３０Ｃは、バケット６の背面を目標面ＴＳに接触させない場合には、２つの４つの制御基準点ＰａＬ及びＰａＲのそれぞれに基づいて制御量を算出してもよい。

この構成により、自律制御部３０Ｃは、バケット６が左方に移動した場合であっても、制御基準点ＰａＬ（バケット６の爪先の左側の端部）が目標面ＴＳの傾斜部分ＳＬに食い込んでしまうのを防止できる。図１０において一点鎖線で示されるバケット６Ｂは、バケット６の爪先の左側の端部が目標面ＴＳの傾斜部分ＳＬに食い込まないように僅かに上方に持ち上げられたときのバケット６の状態を表している。

次に、図１１を参照し、チルトバケット６Ｔにおける制御基準点の設定例について説明する。図１１は、チルトバケット６Ｔをキャビン１０から見たときのチルトバケット６Ｔの斜視図である。自律制御部３０Ｃは、図９の場合と同様に、４つの制御基準点のそれぞれに基づいて制御量を算出するように構成されていてもよい。

４つ制御基準点は、制御基準点ＰａＬ、ＰａＲ、ＰｂＬ及びＰｂＲを含む。制御基準点ＰａＬは、チルトバケット６Ｔの爪先の左側の端部に設定されている。制御基準点ＰａＲは、チルトバケット６Ｔの爪先の右側の端部に設定されている。制御基準点ＰｂＬは、チルトバケット６Ｔの背面の左側の端部に設定されている。制御基準点ＰｂＲは、チルトバケット６Ｔの背面の右側の端部に設定されている。

図１１に示す例では、コントローラ３０は、左右一対のチルトシリンダＴＣのそれぞれを別々に伸縮させることによってチルトバケット６Ｔをチルト軸ＡＸ回りに傾けることができる。なお、チルトシリンダＴＣは、チルト軸ＡＸの左側に１つだけ取り付けられていてもよく、チルト軸ＡＸの右側に１つだけ取り付けられていてもよい。

次に、図１２を参照し、図１１に示された４つの制御基準点ＰａＬ、ＰａＲ、ＰｂＬ、及びＰｂＲが利用される場合の効果について説明する。図１２は、ショベル１００の正面図であり、図１０に対応している。

図１２に示す例では、図１０の場合と同様に、右クローラ１ＣＲは水平面の上に位置し、左クローラ１ＣＬが水平面上にある石ＳＴの上に位置している。そのため、ショベル１００は、右側が低くなるように傾いている。そして、操作者は、左旋回によってチルトバケット６Ｔの背面を目標面ＴＳに沿って移動させようとしている。目標面ＴＳは、水平部分ＨＳと傾斜部分ＳＬとを有し、左に向かって上り勾配となっている。

この場合、自律制御部３０Ｃは、水平部分ＨＳと接している制御基準点ＰａＲのみに基づいて制御量を算出すると、左操作レバー２６Ｌが左旋回方向に操作されてチルトバケット６Ｔが左方に移動したときに制御基準点ＰａＬが傾斜部分ＳＬと接触し、目標面ＴＳを損傷してしまう。図１２において破線で示されるチルトバケット６ＴＡは、チルトバケット６Ｔの爪先の左側の端部が目標面ＴＳの傾斜部分ＳＬに食い込んだときのチルトバケット６Ｔの状態を表している。

そこで、自律制御部３０Ｃは、例えば、機体傾斜センサＳ４の出力に基づき、右側が低くなるようにショベル１００が傾いていると判定した場合には、チルトバケット６Ｔの爪先の左側の端部と右側の端部の双方が目標面ＴＳと接触するように、チルト軸ＡＸ回りにチルトバケット６Ｔを傾けるようにする。ここでは、自律制御部３０Ｃは、チルトバケット６Ｔの背面が目標面ＴＳの水平部分ＨＳと平行になるように、チルト軸ＡＸ回りにチルトバケット６Ｔを傾けるようにする。

その上で、自律制御部３０Ｃは、４つの制御基準点ＰａＬ、ＰａＲ、ＰｂＬ、及びＰｂＲのそれぞれに基づいて制御量を算出する。

或いは、自律制御部３０Ｃは、例えば、操作圧センサ２９ＬＢの出力に基づき、旋回操作が行われていると判定した場合には、４つの制御基準点ＰａＬ、ＰａＲ、ＰｂＬ、及びＰｂＲのそれぞれに基づいて制御量を算出する。この場合、自律制御部３０Ｃは、ショベル１００が傾いているか否かにかかわらず、４つの制御基準点ＰａＬ、ＰａＲ、ＰｂＬ、及びＰｂＲのそれぞれに基づいて制御量を算出してもよい。

或いは、自律制御部３０Ｃは、操作圧センサ２９ＬＢの出力に基づき、左旋回操作が行われていると判定した場合には、制御基準点ＰａＬ及びＰｂＬの少なくとも一方に基づいて制御量を算出してもよい。制御基準点ＰａＬ及びＰｂＬは、旋回方向の先頭に位置しているためである。同様に、自律制御部３０Ｃは、操作圧センサ２９ＬＢの出力に基づき、右旋回操作が行われていると判定した場合には、制御基準点ＰａＲ及びＰｂＲの少なくとも一方に基づいて制御量を算出してもよい。制御基準点ＰａＲ及びＰｂＲは、旋回方向の先頭に位置しているためである。

なお、自律制御部３０Ｃは、チルトバケット６Ｔの背面を目標面ＴＳに接触させない場合には、２つの制御基準点ＰａＬ及びＰａＲのそれぞれに基づいて制御量を算出してもよい。すなわち、自律制御部３０Ｃは、残りの２つの制御基準点ＰｂＬ及びＰｂＲに基づかずに制御量を算出してもよい。

この構成により、自律制御部３０Ｃは、チルトバケット６Ｔが左方に移動した場合であっても、制御基準点ＰａＬ（チルトバケット６Ｔの爪先の左側の端部）が目標面ＴＳの傾斜部分ＳＬに食い込んでしまうのを防止できる。図１２において一点鎖線で示されるチルトバケット６ＴＢは、チルトバケット６Ｔの爪先の右側の端部が目標面ＴＳの水平部分ＨＳと一致し、且つ、チルトバケット６Ｔの爪先の左側の端部が目標面ＴＳの傾斜部分ＳＬと一致するようにチルト軸ＡＸ回りに傾けられたときのチルトバケット６Ｔの状態を表している。

次に、図１３を参照して、施工システムＳＹＳについて説明する。図１３は、施工システムＳＹＳの一例を示す概略図である。図１３に示すように、施工システムＳＹＳは、ショベル１００と、支援装置２００と、管理装置３００とを含む。施工システムＳＹＳは、１台又は複数台のショベル１００による施工を支援できるように構成されている。

ショベル１００が取得する情報は、施工システムＳＹＳを通じ、管理者及び他のショベルの操作者等と共有されてもよい。施工システムＳＹＳを構成するショベル１００、支援装置２００、及び管理装置３００のそれぞれは、１台であってもよく、複数台であってもよい。図１３に示す例では、施工システムＳＹＳは、１台のショベル１００と、１台の支援装置２００と、１台の管理装置３００とを含む。

支援装置２００は、典型的には携帯端末装置であり、例えば、施工現場にいる作業者等が携帯するラップトップ型のコンピュータ端末、タブレット端末、或いはスマートフォン等である。支援装置２００は、ショベル１００の操作者が携帯する携帯端末であってもよい。支援装置２００は、固定端末装置であってもよい。

管理装置３００は、典型的には固定端末装置であり、例えば、施工現場外の管理センタ等に設置されるサーバコンピュータ（いわゆるクラウドサーバ）である。また、管理装置３００は、例えば、施工現場に設定されるエッジサーバであってもよい。また、管理装置３００は、可搬性の端末装置（例えば、ラップトップ型のコンピュータ端末、タブレット端末、或いはスマートフォン等の携帯端末）であってもよい。

支援装置２００及び管理装置３００の少なくとも一方は、モニタと遠隔操作用の操作装置とを備えていてもよい。この場合、支援装置２００や管理装置３００を利用する操作者は、遠隔操作用の操作装置を用いつつ、ショベル１００を操作してもよい。遠隔操作用の操作装置は、例えば、近距離無線通信網、携帯電話通信網、又は衛星通信網等の無線通信網を通じ、ショベル１００に搭載されているコントローラ３０に通信可能に接続される。

また、キャビン１０内に設置された表示装置Ｄ１に表示される各種情報画像（例えば、ショベル１００の周囲の様子を表す画像情報や各種の設定画面等）が、支援装置２００及び管理装置３００の少なくとも一方に接続された表示装置で表示されてもよい。ショベル１００の周囲の様子を表す画像情報は、撮像装置（例えば空間認識装置７０としてのカメラ）の撮像画像に基づき生成されてよい。これにより、支援装置２００を利用する作業者、或いは、管理装置３００を利用する管理者等は、ショベル１００の周囲の様子を確認しながら、ショベル１００の遠隔操作を行ったり、ショベル１００に関する各種の設定を行ったりすることができる。

例えば、施工システムＳＹＳにおいて、ショベル１００のコントローラ３０は、スイッチＮＳが押されたときの時刻及び場所、ショベル１００を自律的に動作させる際に利用された目標軌道、並びに、自律動作の際に所定部位が実際に辿った軌跡等の少なくとも１つに関する情報を支援装置２００及び管理装置３００の少なくとも一方に送信してもよい。その際、コントローラ３０は、撮像装置の撮像画像を支援装置２００及び管理装置３００の少なくとも一方に送信してもよい。撮像画像は、自律動作中に撮像された複数の画像であってもよい。更に、コントローラ３０は、自律動作中におけるショベル１００の動作内容に関するデータ、ショベル１００の姿勢に関するデータ、及び掘削アタッチメントの姿勢に関するデータ等の少なくとも１つに関する情報を支援装置２００及び管理装置３００の少なくとも一方に送信してもよい。これにより、支援装置２００を利用する作業者、又は、管理装置３００を利用する管理者は、自律動作中のショベル１００に関する情報を入手することができる。

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

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

なお、図１３に示すように、ショベル１００に搭載されている通信装置は、無線通信を介し、遠隔操作室ＲＣに設置された通信装置Ｔ２との間で情報を送受信するように構成されていてもよい。図１３に示す例では、ショベル１００に搭載されている通信装置と通信装置Ｔ２とは、第５世代移動通信回線（５Ｇ回線）、ＬＴＥ回線、又は衛星回線等を介して情報を送受信するように構成されている。

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

次に、図１４を参照し、施工システムＳＹＳの別の構成例について説明する。図１４に示す例では、施工システムＳＹＳは、ショベル１００による施工を支援するように構成されている。具体的には、施工システムＳＹＳは、ショベル１００と通信を行う通信装置ＣＤ及び制御装置ＣＴＲを有する。制御装置ＣＴＲは、ショベル１００のアクチュエータを自律的に動作させる第１制御部、及び、アクチュエータを自律的に動作させる第２制御部を含むように構成されている。そして、制御装置ＣＴＲは、第１制御部と第２制御部とを含む複数の制御部で競合が生じていると判定した場合、第１制御部及び第２制御部を含む複数の制御部のうちの１つを優先的に動作させる優先制御部として選択するように構成されている。なお、第１制御部及び第２制御部は、説明の便宜のために区別されて表されているが、物理的に区別されている必要はなく、全体的に或いは部分的に共通のソフトウェアコンポーネント若しくはハードウェアコンポーネントで構成されていてもよい。

上述のように、本発明の実施形態に係るショベル１００は、下部走行体１と、下部走行体１に旋回可能に搭載された上部旋回体３と、上部旋回体３に取り付けられたアタッチメントと、アタッチメントを構成するエンドアタッチメントと、アタッチメントを動かすアクチュエータと、アクチュエータを自律的に動作させる制御装置としてのコントローラ３０と、有している。そして、コントローラ３０は、エンドアタッチメントにおける複数の所定点（制御基準点）のそれぞれに関してアクチュエータの制御量を算出し、算出した各制御量に基づいてアクチュエータを自律的に動作させるように構成されている。この構成により、ショベル１００は、マシンコントロール機能を利用した作業が行われる際に、エンドアタッチメントによる目標面ＴＳの損傷をより確実に防止できる。

エンドアタッチメントは、典型的には、バケット６である。この場合、バケット６における複数の制御基準点は、バケット６の爪先の一点であってもよく、バケット６の背面上の一点であってもよい。或いは、バケット６における複数の制御基準点は、図９に示すように、バケット６の爪先の左端点及び右端点と、バケット６の背面の左後端点及び右後端点とを含んでいてもよい。この構成により、ショベル１００は、マシンコントロール機能を利用した作業が行われる際に、バケット６による目標面ＴＳの損傷をより確実に防止できる。

コントローラ３０は、例えば、各制御量を合成して合成制御量を算出し、その合成制御量に基づいてアクチュエータを自律的に動作させるように構成されていてもよい。この構成により、コントローラ３０は、目標面ＴＳに最も近い制御基準点以外の制御基準点に基づいて算出される制御量を合成制御量に適切に反映させることができ、バケット６による目標面ＴＳの損傷をより確実に防止できる。

コントローラ３０は、複数の制御基準点のそれぞれと目標面との距離の変化に基づいて複数の制御基準点のそれぞれに関するアクチュエータの制御量を算出するように構成されていてもよい。例えば、コントローラ３０は、各制御量を合成して合成制御量を算出する際に、複数の制御基準点のうち、距離の変化が最も大きい制御基準点に関する制御量の影響が最も大きくなるように構成されていてもよい。この構成により、コントローラ３０は、複数の制御基準点のうち、目標面ＴＳに誤って食い込む可能性が最も高い制御基準点に基づいて算出される制御量を合成制御量に優先的に反映させることができ、バケット６による目標面ＴＳの損傷をより確実に防止できる。

コントローラ３０は、複数の制御基準点のそれぞれの所定時間後の位置を予測し、その所定時間後の位置に基づいて複数の制御基準点のそれぞれに関するアクチュエータの制御量を算出するように構成されていてもよい。この構成により、コントローラ３０は、各制御基準点が目標面ＴＳに食い込むおそれがあるか否かをより早期に判断でき、バケット６による目標面ＴＳの損傷をより確実に防止できる。

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

例えば、上述の実施形態では、制御基準点の予測位置は、制御基準点の現在位置から予測される制御基準点の所定時間後の位置とされ、所定時間は、例えば、１又は複数回の制御周期に相当する時間とされている。すなわち、所定時間は、数十ミリ秒から数百ミリ秒の範囲の時間とされている。しかしながら、所定時間は、１秒以上の時間であってもよい。また、自律制御部３０Ｃは、オブザーバ（状態観測器）を用いたモデル予測制御を利用してショベル１００を自律的に動作させるように構成されていてもよい。

本願は、２０１９年３月２８日に出願した日本国特許出願２０１９－０６５０２２号に基づく優先権を主張するものであり、この日本国特許出願の全内容を本願に参照により援用する。

１・・・下部走行体 １Ｃ・・・クローラ １ＣＬ・・・左クローラ １ＣＲ・・・右クローラ ２・・・旋回機構 ２Ａ・・・旋回油圧モータ ２Ｍ・・・走行油圧モータ ２ＭＬ・・・左走行油圧モータ ２ＭＲ・・・右走行油圧モータ ３・・・上部旋回体 ４・・・ブーム ５・・・アーム ６・・・バケット ７・・・ブームシリンダ ８・・・アームシリンダ ９・・・バケットシリンダ １０・・・キャビン １１・・・エンジン １３・・・レギュレータ １４・・・メインポンプ １５・・・パイロットポンプ １７・・・コントロールバルブユニット １８・・・絞り １９・・・制御圧センサ ２６、２６Ａ・・・操作装置 ２６Ｄ・・・走行レバー ２６ＤＬ・・・左走行レバー ２６ＤＲ・・・右走行レバー ２６Ｌ・・・左操作レバー ２６Ｒ・・・右操作レバー ２８・・・吐出圧センサ ２９、２９ＤＬ、２９ＤＲ、２９ＬＡ、２９ＬＢ、２９ＲＡ、２９ＲＢ・・・操作圧センサ ２９Ａ・・・操作センサ ３０・・・コントローラ ３０Ａ・・・位置算出部 ３０Ｂ・・・軌道取得部 ３０Ｃ・・・自律制御部 ３０Ｄ・・・目標値算出部 ３０Ｄ１・・・第１目標値算出部 ３０Ｄ２・・・第２目標値算出部 ３０Ｅ・・・合成部 ３０Ｅ１・・・第１合成部 ３０Ｅ２・・・第２合成部 ３０Ｅ３・・・第３合成部 ３０Ｆ・・・演算部 ３０Ｆ１・・・第１演算部 ３０Ｆ２・・・第２演算部 ３０Ｆ３・・・第３演算部 ３０Ｒ・・・遠隔コントローラ ３１、３１ＡＬ～３１ＤＬ、３１ＡＲ～３１ＤＲ・・・比例弁 ３２、３２ＡＬ～３２ＤＬ、３２ＡＲ～３２ＤＲ・・・シャトル弁 ３３、３３ＡＬ～３３ＤＬ、３３ＡＲ～３３ＤＲ・・・比例弁 ４０・・・センターバイパス管路 ４２・・・パラレル管路 ７０・・・空間認識装置 ７０Ｆ・・・前方センサ ７０Ｂ・・・後方センサ ７０Ｌ・・・左方センサ ７０Ｒ・・・右方センサ ７１・・・向き検出装置 ７２・・・情報入力装置 ７３・・・測位装置 ７５・・・ダイヤル １００・・・ショベル １７１～１７６・・・制御弁 ２００・・・支援装置 ３００・・・管理装置 Ａ２・・・音出力装置 ＡＴ・・・掘削アタッチメント Ｃ２・・・室内撮像装置 ＣＤ・・・通信装置 ＣＴＲ・・・制御装置 Ｄ１・・・表示装置 Ｄ２・・・音声出力装置 ＤＳ・・・運転席 ＮＳ・・・スイッチ ＯＰ・・・操作者 ＲＣ・・・遠隔操作室 ＲＤ・・・表示装置 Ｓ１・・・ブーム角度センサ Ｓ２・・・アーム角度センサ Ｓ３・・・バケット角度センサ Ｓ４・・・機体傾斜センサ Ｓ５・・・旋回角速度センサ ＳＹＳ・・・施工システム Ｔ２・・・通信装置

Claims (12)

1. 下部走行体と、
   前記下部走行体に旋回可能に搭載された上部旋回体と、
   前記上部旋回体に取り付けられたアタッチメントと、
   前記アタッチメントを構成するエンドアタッチメントと、
   アクチュエータと、
   前記アクチュエータを自律的に動作させる制御装置と、有し、
   前記制御装置は、前記エンドアタッチメントにおける複数の所定点のそれぞれに関して前記アクチュエータの制御量を算出し、算出した各制御量に基づいて前記アクチュエータを自律的に動作させ、
   前記エンドアタッチメントはバケットであり、
   複数の前記所定点は、前記バケットの爪先の左端点及び右端点を含む、
   ショベル。
2. 複数の前記所定点は、前記バケットの爪先の左端点及び右端点と、前記バケットの背面の左後端点及び右後端点とを含む、
   請求項１に記載のショベル。
3. 前記制御装置は、各制御量を合成して合成制御量を算出し、該合成制御量に基づいて前記アクチュエータを自律的に動作させる、
   請求項１に記載のショベル。
4. 前記制御装置は、複数の前記所定点のそれぞれと予め設定された目標面との距離の変化に基づいて複数の前記所定点のそれぞれに関する前記アクチュエータの制御量を算出する、
   請求項１に記載のショベル。
5. 前記制御装置は、複数の前記所定点のそれぞれの所定時間後の位置を予測し、該所定時間後の位置に基づいて複数の前記所定点のそれぞれに関する前記アクチュエータの制御量を算出する、
   請求項１に記載のショベル。
6. 前記制御装置は、所定の条件に基づいて各制御量から選択された少なくとも一つの制御量を用いて前記アクチュエータを自律的に動作させる、
   請求項１に記載のショベル。
7. 下部走行体と、前記下部走行体に旋回可能に搭載された上部旋回体と、前記上部旋回体に取り付けられたアタッチメントと、前記アタッチメントを構成するエンドアタッチメントと、アクチュエータとを備えるショベルによる施工を支援する施工システムであって、
   ショベルと通信を行う通信装置と、
   制御装置と、を有し、
   前記制御装置は、前記エンドアタッチメントにおける複数の所定点のそれぞれに関して前記アクチュエータの制御量を算出し、算出した各制御量に基づいて前記アクチュエータを自律的に動作させる指令を、前記通信装置を介して、ショベルへ出力し、
   前記エンドアタッチメントはバケットであり、
   複数の前記所定点は、前記バケットの爪先の左端点及び右端点を含む、
   施工システム。
8. 複数の前記所定点は、前記バケットの爪先の左端点及び右端点と、前記バケットの背面の左後端点及び右後端点とを含む、
   請求項７に記載の施工システム。
9. 前記制御装置は、各制御量を合成して合成制御量を算出し、該合成制御量に基づいて前記アクチュエータを自律的に動作させる、
   請求項７に記載の施工システム。
10. 前記制御装置は、複数の前記所定点のそれぞれと予め設定された目標面との距離の変化に基づいて複数の前記所定点のそれぞれに関する前記アクチュエータの制御量を算出する、
    請求項７に記載の施工システム。
11. 前記制御装置は、複数の前記所定点のそれぞれの所定時間後の位置を予測し、該所定時間後の位置に基づいて複数の前記所定点のそれぞれに関する前記アクチュエータの制御量を算出する、
    請求項７に記載の施工システム。
12. 前記制御装置は、所定の条件に基づいて各制御量から選択された少なくとも一つの制御量を用いて前記アクチュエータを自律的に動作させる、
    請求項７に記載の施工システム。

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