特開 2024-73207 ショベル、ショベルの制御装置、及び機械学習装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024073207

(43)【公開日】2024-05-29

(54)【発明の名称】ショベル、ショベルの制御装置、及び機械学習装置

(51)【国際特許分類】

   E02F 3/43 20060101AFI20240522BHJP

   E02F 9/26 20060101ALI20240522BHJP

【ＦＩ】

E02F3/43 A

E02F9/26 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022184301

(22)【出願日】2022-11-17

(71)【出願人】

【識別番号】000002107

【氏名又は名称】住友重機械工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(72)【発明者】

【氏名】佐野 裕介

【テーマコード（参考）】

2D003

2D015

【Ｆターム（参考）】

2D003AA01

2D003AB04

2D003AC06

2D003BA02

2D003DC07

2D003FA02

2D015HA03

2D015HB04

2D015HB05

(57)【要約】

【課題】放出動作に関する操作者の負担を軽減できるショベルの制御装置を提供すること。
【解決手段】下部走行体１と、下部走行体１に旋回可能に搭載される上部旋回体３と、上部旋回体３に取り付けられる、ブーム４、アーム５、及びバケット６を含むアタッチメントＡＴと、地面の形状を認識する空間認識装置７０と、を備えるショベル１００の制御装置であるコントローラ３０は、空間認識装置７０が認識した地面の形状に基づいて目標放出位置Ｐを決定し、上部旋回体３が目標放出位置Ｐの方向を向くように上部旋回体３の旋回動作を制御する。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

下部走行体と、前記下部走行体に旋回可能に搭載される上部旋回体と、前記上部旋回体に取り付けられる、ブーム、アーム、及びエンドアタッチメントを含むアタッチメントと、地面の形状を認識する空間認識装置と、を備えるショベルの制御装置であって、
前記空間認識装置が認識した地面の形状に基づいて目標放出位置を決定し、前記上部旋回体が前記目標放出位置の方向を向くように前記上部旋回体の旋回動作を制御する、
ショベルの制御装置。

【請求項2】

下部走行体と、
前記下部走行体に旋回可能に搭載される上部旋回体と、
前記上部旋回体に取り付けられる、ブーム、アーム、及びエンドアタッチメントを含むアタッチメントと、
地面の形状を認識する空間認識装置と、
前記空間認識装置が認識した地面の形状に基づいて目標放出位置を決定し、前記上部旋回体が前記目標放出位置の方向を向くように前記上部旋回体の旋回動作を制御する制御装置と、を備える、
ショベル。

【請求項3】

前記制御装置は、前記上部旋回体が前記目標放出位置の方向を向いたときに、前記上部旋回体の旋回を停止させる、
請求項２に記載のショベル。

【請求項4】

前記制御装置は、旋回操作レバーの操作に応じ、前記上部旋回体を旋回させるとともに前記アタッチメントを動作させることによって、前記目標放出位置の真上にある位置まで前記エンドアタッチメントを移動させる、
請求項２に記載のショベル。

【請求項5】

前記制御装置は、前記目標放出位置の真上にある位置まで前記エンドアタッチメントを移動させた後で、前記エンドアタッチメントを自動的に動作させ、前記アタッチメントによって空中に持ち上げられた物を地面に向けて放出させる、
請求項４に記載のショベル。

【請求項6】

前記目標放出位置は、過去の放出動作によって地面に放出された物によって形成された山の頂点の位置である、
請求項２から請求項５の何れかに記載のショベル。

【請求項7】

放土動作によって形成された土砂山の形状に関する情報と好ましい放出位置との組み合わせを含むデータセットを利用して目標放出位置を学習することを特徴とする機械学習装置。

【請求項8】

請求項７に記載の前記機械学習装置により作成された学習済みモデルが入力され、前記学習済みモデルに基づき、現在の前記地面の形状に関する情報の入力に応じて前記目標放出位置を出力する、
ショベルの制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、ショベル、ショベルの制御装置、及び機械学習装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、バケット内の物を地面に向けて放出する動作に関する機能を有するショベルが知られている（特許文献１参照。）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１９－４４５８２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上述のショベルでは、掘削作業を行う操作者は、アーム閉じ操作等を含む掘削操作を行った後で、バケット内の土砂を掘削位置から離れた位置にある地面に向けて放出するための操作である放出操作を行う必要がある。具体的には、操作者は、ブーム上げ操作及び旋回操作を行い、土砂で満たされたバケットを所望の放出位置の真上にある位置まで移動させた後で、バケット開き操作を行ってバケット内の土砂を地面に向けて放出する必要がある。次の掘削操作を実行できるようにするためである。このように、上述のショベルは、掘削操作に応じた掘削動作が行われる度に操作者に旋回操作及びバケット開き操作を含む放出操作の実行を強いるため、操作者に大きな負担を掛けてしまうおそれがある。

【0005】

そこで、放出動作に関する操作者の負担を軽減することが望ましい。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の実施形態に係るショベルの制御装置は、下部走行体と、前記下部走行体に旋回可能に搭載される上部旋回体と、前記上部旋回体に取り付けられる、ブーム、アーム、及びエンドアタッチメントを含むアタッチメントと、地面の形状を認識する空間認識装置と、を備えるショベルの制御装置であって、前記空間認識装置が認識した地面の形状に基づいて目標放出位置を決定し、前記上部旋回体が前記目標放出位置の方向を向くように前記上部旋回体の旋回動作を制御する。

【発明の効果】

【0007】

上述のショベルの制御装置は、放出動作に関する操作者の負担を軽減できる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本開示の実施形態に係るショベルの側面図である。

【図2】本開示の実施形態に係るショベルの上面図である。

【図3】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。

【図4A】アームシリンダの操作に関する油圧システムの一部の図である。

【図4B】ブームシリンダの操作に関する油圧システムの一部の図である。

【図4C】バケットシリンダの操作に関する油圧システムの一部の図である。

【図4D】旋回油圧モータの操作に関する油圧システムの一部の図である。

【図4E】左走行油圧モータの操作に関する油圧システムの一部の図である。

【図4F】右走行油圧モータの操作に関する油圧システムの一部の図である。

【図5】放出動作支援機能が実行されているときのショベルの上面図である。

【図6】放出動作支援機能が実行されているときのショベルの左側面図である。

【図7A】コントローラの構成例を示す図である。

【図7B】コントローラの構成例を示す図である。

【図8】コントローラの別の構成例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

最初に、図１及び図２を参照して、本開示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。

【0010】

本実施形態では、ショベル１００の下部走行体１は被駆動体としてのクローラ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油圧モータ２Ｍによって駆動される。但し、走行油圧モータ２Ｍは、電動アクチュエータとしての走行用電動発電機であってもよい。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は、クローラ１Ｃによって駆動されるため、被駆動体として機能する。

【0011】

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。被駆動体としての旋回機構２は、上部旋回体３に搭載されている旋回油圧モータ２Ａによって駆動される。但し、旋回油圧モータ２Ａは、電動アクチュエータとしての旋回用電動発電機であってもよい。上部旋回体３は、旋回機構２によって駆動されるため、被駆動体として機能する。

【0012】

上部旋回体３には被駆動体としてのブーム４が取り付けられている。ブーム４の先端には被駆動体としてのアーム５が取り付けられ、アーム５の先端に被駆動体及び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。エンドアタッチメントは、アーム５の先端に取り付けられる部材であり、ブレーカ、グラップル、又はリフティングマグネット等であってもよい。ブーム４、アーム５、及びバケット６は、アタッチメントＡＴの一例である掘削アタッチメントを構成する。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。

【0013】

ブーム４にはブーム角度センサＳ１が取り付けられ、アーム５にはアーム角度センサＳ２が取り付けられ、バケット６にはバケット角度センサＳ３が取り付けられている。

【0014】

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

【0015】

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

【0016】

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

【0017】

ブーム角度センサＳ１、アーム角度センサＳ２及びバケット角度センサＳ３はそれぞれ、可変抵抗器を利用したポテンショメータ、対応する油圧シリンダのストローク量を検出するストロークセンサ、連結ピン回りの回動角度を検出するロータリエンコーダ、ジャイロセンサ、加速度センサとジャイロセンサの組み合わせ等であってもよい。

【0018】

また、ブーム角度センサＳ１は、ブーム操作レバー（後述）の操作量を検出する操作検出部（後述の操作センサ２９ＬＡ）であってもよい。この場合、コントローラ３０は、操作センサ２９ＬＡの出力に基づいてブーム角度を算出してもよい。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。

【0019】

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。動力源は、電動モータであってもよい。また、上部旋回体３には、室外警報器４５Ａ、空間認識装置７０、測位装置８５、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、表示装置４０、及び室内警報器４５Ｂ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、ブーム４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。

【0020】

コントローラ３０は、処理回路の一例であり、ショベル１００を制御するための制御装置として機能する。本実施形態では、コントローラ３０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＮＶＲＡＭ、及びＲＯＭ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ＲＯＭから読み出してＲＡＭにロードし、対応する処理をＣＰＵに実行させる。

【0021】

コントローラ３０は、ショベル１００の外部に配置されていてもよい。具体的には、コントローラ３０は、外部施設に設置されたサーバ等の管理装置に搭載されていてもよく、ノートＰＣ又はスマートフォン等の支援装置に搭載されていてもよい。

【0022】

表示装置４０は、画像情報を表示できるように構成されている。図示例では、表示装置４０は、有機ＥＬディスプレイであり、ショベル１００の操作者に画像情報を提示できるように構成されている。

【0023】

室外警報器４５Ａは、キャビン１０の外部に向けて音を出力できるように構成されている。図示例では、室外警報器４５Ａは、室外スピーカであり、ショベル１００の周囲で作業する作業者の注意を喚起するための音を出力できるように構成されている。

【0024】

室内警報器４５Ｂは、キャビン１０の内部に向けて音を出力できるように構成されている。図示例では、室内警報器４５Ｂは、室内スピーカであり、ショベル１００を操作する操作者の注意を喚起するための音を出力できるように構成されている。

【0025】

空間認識装置７０は、ショベル１００の周囲の空間を認識するように構成されている。空間認識装置７０は、ショベル１００の周囲に存在する物体を検知できるように構成されていてもよい。物体は、例えば、人、動物、車両、建設機械、建造物、又は穴等である。空間認識装置７０は、例えば、超音波センサ、ミリ波レーダ、撮像装置、又は赤外線センサ等である。撮像装置は、例えば、単眼カメラ、ステレオカメラ、ＬＩＤＡＲ、又は距離画像センサ等である。本実施形態では、空間認識装置７０は、上部旋回体３の上面後端に取り付けられた後方カメラ７０Ｂ、キャビン１０の上面前端に取り付けられた前方カメラ７０Ｆ、上部旋回体３の上面左端に取り付けられた左方カメラ７０Ｌ、及び上部旋回体３の上面右端に取り付けられた右方カメラ７０Ｒを含む。なお、空間認識装置７０は、マルチコプタ等の飛行体に取り付けられていてもよく、作業現場にある鉄塔等に取り付けられていてもよく、ショベル１００以外の他の作業機械に取り付けられていてもよい。

【0026】

空間認識装置７０は、ショベル１００の周囲に設定された所定領域内の所定物体（例えば人）を検知できるように構成されていてもよい。例えば、空間認識装置７０は、人と人以外の物体とを区別して検知できるように構成されていてもよい。

【0027】

測位装置８５は、ショベル１００の位置を計測するように構成されている。本実施形態では、測位装置８５は、電子コンパスを組み込んだＧＮＳＳ受信機であり、受信したＧＮＳＳ信号に基づいてショベル１００の緯度、経度、及び高度を算出して出力し、且つ、ショベル１００の向きを算出して出力する。

【0028】

機体傾斜センサＳ４は所定の平面に対する上部旋回体３の傾きを検出するように構成されている。本実施形態では、機体傾斜センサＳ４は、水平面に関する上部旋回体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ＰＶ上の一点である旋回中心点を通る。

【0029】

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ように構成されている。本実施形態では、旋回角速度センサＳ５は、ジャイロセンサである。旋回角速度センサＳ５は、レゾルバ又はロータリエンコーダ等であってもよい。旋回角速度センサＳ５は、旋回速度及び旋回角度の少なくとも一方を出力するように構成されていてもよい。この場合、旋回速度及び旋回角度の少なくとも一方は旋回角速度から算出されてもよい。

【0030】

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の任意の組み合わせは、集合的に姿勢センサとも称される。

【0031】

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。

【0032】

ショベル１００の油圧システムは、主に、エンジン１１、ポンプレギュレータ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、操作センサ２９、コントローラ３０、及び制御弁６０等を含む。

【0033】

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ＣＢ又はパラレル管路ＰＣを経て作動油タンクまで作動油を循環させている。

【0034】

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。

【0035】

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。

【0036】

ポンプレギュレータ１３は、メインポンプ１４の吐出量を制御するように構成されている。本実施形態では、ポンプレギュレータ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（押し退け容積）を制御する。

【0037】

パイロットポンプ１５は、パイロットラインを介して操作装置２６を含む油圧制御機器にパイロット油を供給す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、パイロットポンプ１５は、省略されてもよい。この場合、パイロットポンプ１５が担っていた機能は、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、コントロールバルブユニット１７に作動油を供給する機能とは別に、絞り等により作動油の圧力を低下させた後で操作装置２６及び電磁弁３１（図４Ａ～図４Ｆ参照）等に作動油をパイロット油として供給する機能を備えていてもよい。

【0038】

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。制御弁１７１～１７６は、メインポンプ１４から油圧アクチュエータに流れる作動油の流量、及び、油圧アクチュエータから作動油タンクに流れる作動油の流量を制御する。油圧アクチュエータは、ブームシリンダ７、アームシリンダ８、バケットシリンダ９、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。

【0039】

操作装置２６は、操作者がアクチュエータの操作のために用いる装置である。アクチュエータは、油圧アクチュエータ及び電動アクチュエータの少なくとも一方を含む。本実施形態では、操作装置２６は、パイロットラインを介して、パイロットポンプ１５が吐出するパイロット油を、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向けて供給する。パイロットポートのそれぞれに向けて供給されるパイロット油の圧力（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のレバー又はペダル（図示せず。）の操作方向及び操作量に応じた圧力である。

【0040】

吐出圧センサ２８は、メインポンプ１４の吐出圧を検出す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。

【0041】

操作センサ２９は、操作者による操作装置２６の操作の内容を検出するように構成されている。本実施形態では、操作センサ２９は、アクチュエータのそれぞれに対応する操作装置２６のレバー又はペダルの操作方向及び操作量を角度の形で検出する角度センサであり、検出した値をコントローラ３０に対して出力する。操作装置２６の操作内容は、角度センサ以外の他のセンサを用いて検出されてもよい。

【0042】

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ＣＢＬ又は左パラレル管路ＰＣＬ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ＣＢＲ又は右パラレル管路ＰＣＲを経て作動油タンクまで作動油を循環させる。

【0043】

左センターバイパス管路ＣＢＬ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ＣＢＲ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。

【0044】

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り、「左走行油圧モータ用制御弁」とも称される。

【0045】

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り、「右走行油圧モータ用制御弁」とも称される。

【0046】

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り、「旋回油圧モータ用制御弁」とも称される。

【0047】

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り、「バケットシリンダ用制御弁」とも称される。

【0048】

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１７５は、「ブームシリンダ用制御弁」とも称される。

【0049】

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。制御弁１７６は、「アームシリンダ用制御弁」とも称される。

【0050】

左パラレル管路ＰＣＬは、左センターバイパス管路ＣＢＬに並行する作動油ラインである。左パラレル管路ＰＣＬは、制御弁１７１、１７３、又は１７５Ｌの何れかによって左センターバイパス管路ＣＢＬ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ＰＣＲは、右センターバイパス管路ＣＢＲに並行する作動油ラインである。右パラレル管路ＰＣＲは、制御弁１７２、１７４、又は１７５Ｒの何れかによって右センターバイパス管路ＣＢＲ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。

【0051】

ポンプレギュレータ１３は、左ポンプレギュレータ１３Ｌ及び右ポンプレギュレータ１３Ｒを含む。左ポンプレギュレータ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（押し退け容積）を制御する。具体的には、左ポンプレギュレータ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（押し退け容積）を減少させる。右ポンプレギュレータ１３Ｒについても同様である。これは、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。

【0052】

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。

【0053】

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が吐出するパイロット油を利用し、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が吐出するパイロット油を利用し、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。

【0054】

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の右パイロットポートにパイロット油を導入させ、且つ、制御弁１７６Ｒの左パイロットポートにパイロット油を導入させる。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の左パイロットポートにパイロット油を導入させ、且つ、制御弁１７６Ｒの右パイロットポートにパイロット油を導入させる。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の左パイロットポートにパイロット油を導入させ、右旋回方向に操作された場合に、制御弁１７３の右パイロットポートにパイロット油を導入させる。このように、左操作レバー２６Ｌは、前後方向に操作される場合に「アーム操作レバー」として機能し、左右方向に操作される場合に「旋回操作レバー」として機能する。

【0055】

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が吐出するパイロット油を利用し、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が吐出するパイロット油を利用し、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。

【0056】

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の右パイロットポートにパイロット油を導入させる。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の右パイロットポートにパイロット油を導入させ、且つ、制御弁１７５Ｒの左パイロットポートにパイロット油を導入させる。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の右パイロットポートにパイロット油を導入させ、バケット開き方向に操作された場合に、制御弁１７４の左パイロットポートにパイロット油を導入させる。このように、右操作レバー２６Ｒは、前後方向に操作される場合に「ブーム操作レバー」として機能し、左右方向に操作される場合に「バケット操作レバー」として機能する。

【0057】

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。左走行レバー２６ＤＬは、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が吐出するパイロット油を利用し、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。右走行レバー２６ＤＲは、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が吐出するパイロット油を利用し、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。

【0058】

吐出圧センサ２８は、左吐出圧センサ２８Ｌ及び右吐出圧センサ２８Ｒを含む。左吐出圧センサ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。右吐出圧センサ２８Ｒについても同様である。

【0059】

操作センサ２９は、操作センサ２９ＬＡ、２９ＬＢ、２９ＲＡ、２９ＲＢ、２９ＤＬ、及び２９ＤＲを含む。操作センサ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角度の形で検出し、検出した値をコントローラ３０に対して出力する。操作内容は、例えば、レバー操作方向及びレバー操作量（レバー操作角度）等である。同様に、操作センサ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角度の形で検出し、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角度の形で検出し、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角度の形で検出し、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角度の形で検出し、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角度の形で検出し、検出した値をコントローラ３０に対して出力する。

【0060】

コントローラ３０は、操作センサ２９の出力を受信し、必要に応じてポンプレギュレータ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。

【0061】

ここで、絞り１８と制御圧センサ１９を用いたネガティブコントロール制御について説明する。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。

【0062】

左センターバイパス管路ＣＢＬ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、左ポンプレギュレータ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。

【0063】

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ＣＢＬ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ＣＢＬ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流入させ、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。

【0064】

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ＣＢ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。

【0065】

制御弁６０は、操作装置２６の有効状態と無効状態とを切り換えるように構成されている。操作装置２６の有効状態は、操作者が操作装置２６を操作することで関連する被駆動体を動かすことができる状態であり、操作装置２６の無効状態は、操作者が操作装置２６を操作しても関連する被駆動体を動かすことができない状態である。

【0066】

本実施形態では、制御弁６０は、パイロットポンプ１５と操作装置２６とを繋ぐパイロットラインＣＤ１の連通状態と遮断状態とを切り換え可能な電磁弁である。具体的には、制御弁６０は、コントローラ３０からの指令に応じてパイロットラインＣＤ１の連通状態と遮断状態とを切り換えるように構成されている。

【0067】

制御弁６０は、不図示のゲートロックレバーに連動するように構成されていてもよい。具体的には、ゲートロックレバーが押し下げられたときにパイロットラインＣＤ１を遮断状態にし、ゲートロックレバーが引き上げられたときにパイロットラインＣＤ１を連通状態にするように構成されていてもよい。但し、制御弁６０は、ゲートロックレバーに連動してパイロットラインＣＤ１の連通状態と遮断状態とを切り換え可能な電磁弁とは別の電磁弁であってもよい。

【0068】

次に、図４Ａ～図４Ｆを参照し、コントローラ３０がアクチュエータを動作させるための構成について説明する。図４Ａ～図４Ｆは、油圧システムの一部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４Ｅは、左走行油圧モータ２ＭＬ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４Ｆは、右走行油圧モータ２ＭＲ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。

【0069】

図４Ａ～図４Ｆに示すように、油圧システムは、電磁弁３１を含む。電磁弁３１は、電磁弁３１ＡＬ～電磁弁３１ＦＬ及び電磁弁３１ＡＲ～電磁弁３１ＦＲを含む。

【0070】

電磁弁３１は、パイロットポンプ１５と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とを接続する管路に配置され、開口面積を変更することにより、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、電磁弁３１は、電磁比例弁であり、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の操作に応じ、又は、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が吐出するパイロット油を、電磁弁３１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。そして、コントローラ３０は、電磁弁３１が生成するパイロット圧を、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。

【0071】

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る場合に加え、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。

【0072】

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が吐出するパイロット油を利用し、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。

【0073】

操作装置２６にはスイッチＳＷが設けられている。本実施形態では、スイッチＳＷは、スイッチＳＷ１及びスイッチＳＷ２を含む。スイッチＳＷ１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ＳＷ１を押しながら左操作レバー２６Ｌを操作できる。スイッチＳＷ１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。スイッチＳＷ２は、左走行レバー２６ＤＬ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ＳＷ２を押しながら左走行レバー２６ＤＬを操作できる。スイッチＳＷ２は、右走行レバー２６ＤＲ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。

【0074】

操作センサ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検出し、検出した値をコントローラ３０に対して出力する。

【0075】

電磁弁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から電磁弁３１ＡＬ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パイロット油によるパイロット圧を調整する。電磁弁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から電磁弁３１ＡＲ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パイロット油によるパイロット圧を調整する。電磁弁３１ＡＬは、制御弁１７６Ｌ及び制御弁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。同様に、電磁弁３１ＡＲは、制御弁１７６Ｌ及び制御弁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。

【0076】

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に応じ、パイロットポンプ１５が吐出するパイロット油を、電磁弁３１ＡＬ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。また、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が吐出するパイロット油を、電磁弁３１ＡＬ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、コントローラ３０は、操作者によるアーム閉じ操作に応じ、或いは、操作者によるアーム閉じ操作とは無関係に、アーム５を閉じることができる。このように、電磁弁３１ＡＬは、「アーム用電磁弁」又は「アーム閉じ用電磁弁」として機能する。

【0077】

また、コントローラ３０は、操作者によるアーム開き操作に応じ、パイロットポンプ１５が吐出するパイロット油を、電磁弁３１ＡＲ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。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が吐出するパイロット油を、電磁弁３１ＡＲ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、コントローラ３０は、操作者によるアーム開き操作に応じ、或いは、操作者によるアーム開き操作とは無関係に、アーム５を開くことができる。このように、電磁弁３１ＡＲは、「アーム用電磁弁」又は「アーム開き用電磁弁」として機能する。

【0078】

また、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。

【0079】

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、電磁弁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。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。

【0080】

また、以下の図４Ｂ～図４Ｆ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。

【0081】

また、コントローラ３０は、アーム操作（アーム閉じ操作及びアーム開き操作）の応答性を良くするため、アーム操作が行われる前から微小なパイロット圧を制御弁１７６の両側のパイロットポートに作用させるように構成されていてもよい。ブーム操作（ブーム上げ操作及びブーム下げ操作）等の他の操作についても同様である。すなわち、コントローラ３０は、より多くのパイロット油を使用することにより、油圧アクチュエータの応答性を高めることができる。

【0082】

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が吐出するパイロット油を利用し、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。

【0083】

操作センサ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検出し、検出した値をコントローラ３０に対して出力する。

【0084】

電磁弁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から電磁弁３１ＢＬ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パイロット油によるパイロット圧を調整する。電磁弁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から電磁弁３１ＢＲを介して制御弁１７５Ｒの右側パイロットポートに導入されるパイロット油によるパイロット圧を調整する。電磁弁３１ＢＬは、制御弁１７５Ｌ及び制御弁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。また、電磁弁３１ＢＲは、制御弁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。

【0085】

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に応じ、パイロットポンプ１５が吐出するパイロット油を、電磁弁３１ＢＬ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。また、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が吐出するパイロット油を、電磁弁３１ＢＬ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、コントローラ３０は、操作者によるブーム上げ操作に応じ、或いは、操作者によるブーム上げ操作とは無関係に、ブーム４を上げることができる。このように、電磁弁３１ＢＬは、「ブーム用電磁弁」又は「ブーム上げ用電磁弁」として機能する。

【0086】

また、コントローラ３０は、操作者によるブーム下げ操作に応じ、パイロットポンプ１５が吐出するパイロット油を、電磁弁３１ＢＲを介し、制御弁１７５Ｒの右側パイロットポートに供給できる。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が吐出するパイロット油を、電磁弁３１ＢＲ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、コントローラ３０は、操作者によるブーム下げ操作に応じ、或いは、操作者によるブーム下げ操作とは無関係に、ブーム４を下げることができる。このように、電磁弁３１ＢＲは、「ブーム用電磁弁」又は「ブーム下げ用電磁弁」として機能する。

【0087】

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が吐出するパイロット油を利用し、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。

【0088】

操作センサ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検出し、検出した値をコントローラ３０に対して出力する。

【0089】

電磁弁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から電磁弁３１ＣＬ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パイロット油によるパイロット圧を調整する。電磁弁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から電磁弁３１ＣＲ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パイロット油によるパイロット圧を調整する。電磁弁３１ＣＬ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。同様に、電磁弁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。

【0090】

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に応じ、パイロットポンプ１５が吐出するパイロット油を、電磁弁３１ＣＬを介し、制御弁１７４の左側パイロットポートに供給できる。また、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が吐出するパイロット油を、電磁弁３１ＣＬ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、コントローラ３０は、操作者によるバケット閉じ操作に応じ、或いは、操作者によるバケット閉じ操作とは無関係に、バケット６を閉じることができる。このように、電磁弁３１ＣＬは、「バケット用電磁弁」又は「バケット閉じ用電磁弁」として機能する。

【0091】

また、コントローラ３０は、操作者によるバケット開き操作に応じ、パイロットポンプ１５が吐出するパイロット油を、電磁弁３１ＣＲを介し、制御弁１７４の右側パイロットポートに供給できる。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が吐出するパイロット油を、電磁弁３１ＣＲ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、コントローラ３０は、操作者によるバケット開き操作に応じ、或いは、操作者によるバケット開き操作とは無関係に、バケット６を開くことができる。このように、電磁弁３１ＣＲは、「バケット用電磁弁」又は「バケット開き用電磁弁」として機能する。

【0092】

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が吐出するパイロット油を利用し、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。

【0093】

操作センサ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検出し、検出した値をコントローラ３０に対して出力する。

【0094】

電磁弁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から電磁弁３１ＤＬ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パイロット油によるパイロット圧を調整する。電磁弁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から電磁弁３１ＤＲ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パイロット油によるパイロット圧を調整する。電磁弁３１ＤＬ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。同様に、電磁弁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。

【0095】

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に応じ、パイロットポンプ１５が吐出するパイロット油を、電磁弁３１ＤＬを介し、制御弁１７３の左側パイロットポートに供給できる。また、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が吐出するパイロット油を、電磁弁３１ＤＬ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、コントローラ３０は、操作者による左旋回操作に応じ、或いは、操作者による左旋回操作とは無関係に、旋回機構２を左旋回させることができる。このように、電磁弁３１ＤＬは、「旋回用電磁弁」又は「左旋回用電磁弁」として機能する。

【0096】

また、コントローラ３０は、操作者による右旋回操作に応じ、パイロットポンプ１５が吐出するパイロット油を、電磁弁３１ＤＲを介し、制御弁１７３の右側パイロットポートに供給できる。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が吐出するパイロット油を、電磁弁３１ＤＲ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、コントローラ３０は、操作者による右旋回操作に応じ、或いは、操作者による右旋回操作とは無関係に、旋回機構２を右旋回させることができる。このように、電磁弁３１ＤＲは、「旋回用電磁弁」又は「右旋回用電磁弁」として機能する。

【0097】

また、図４Ｅに示すように、左走行レバー２６ＤＬは、左クローラ１ＣＬを操作するために用いられる。具体的には、左走行レバー２６ＤＬは、パイロットポンプ１５が吐出するパイロット油を利用し、前後方向への操作に応じたパイロット圧を制御弁１７１のパイロットポートに作用させる。より具体的には、左走行レバー２６ＤＬは、前進方向（前方向）に操作された場合に、操作量に応じたパイロット圧を制御弁１７１の左側パイロットポートに作用させる。また、左走行レバー２６ＤＬは、後進方向（後方向）に操作された場合には、操作量に応じたパイロット圧を制御弁１７１の右側パイロットポートに作用させる。

【0098】

操作センサ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電気的に検出し、検出した値をコントローラ３０に対して出力する。

【0099】

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

【0100】

この構成により、コントローラ３０は、操作者による左前進操作とは無関係に、パイロットポンプ１５が吐出するパイロット油を、電磁弁３１ＥＬを介し、制御弁１７１の左側パイロットポートに供給できる。すなわち、左クローラ１ＣＬを前進させることができる。また、コントローラ３０は、操作者による左後進操作とは無関係に、パイロットポンプ１５が吐出するパイロット油を、電磁弁３１ＥＲを介し、制御弁１７１の右側パイロットポートに供給できる。すなわち、左クローラ１ＣＬを後進させることができる。このように、電磁弁３１ＥＬは、「左走行用電磁弁」又は「左前進用電磁弁」として機能し、電磁弁３１ＥＲは、「左走行用電磁弁」又は「左後進用電磁弁」として機能する。

【0101】

また、図４Ｆに示すように、右走行レバー２６ＤＲは、右クローラ１ＣＲを操作するために用いられる。具体的には、右走行レバー２６ＤＲは、パイロットポンプ１５が吐出するパイロット油を利用し、前後方向への操作に応じたパイロット圧を制御弁１７２のパイロットポートに作用させる。より具体的には、右走行レバー２６ＤＲは、前進方向（前方向）に操作された場合に、操作量に応じたパイロット圧を制御弁１７２の右側パイロットポートに作用させる。また、右走行レバー２６ＤＲは、後進方向（後方向）に操作された場合には、操作量に応じたパイロット圧を制御弁１７２の左側パイロットポートに作用させる。

【0102】

操作センサ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電気的に検出し、検出した値をコントローラ３０に対して出力する。

【0103】

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

【0104】

この構成により、コントローラ３０は、操作者による右前進操作とは無関係に、パイロットポンプ１５が吐出するパイロット油を、電磁弁３１ＦＬを介し、制御弁１７２の右側パイロットポートに供給できる。すなわち、右クローラ１ＣＲを前進させることができる。また、コントローラ３０は、操作者による右後進操作とは無関係に、パイロットポンプ１５が吐出するパイロット油を、電磁弁３１ＦＲを介し、制御弁１７２の左側パイロットポートに供給できる。すなわち、右クローラ１ＣＲを後進させることができる。このように、電磁弁３１ＦＬは、「右走行用電磁弁」又は「右前進用電磁弁」として機能し、電磁弁３１ＦＲは、「右走行用電磁弁」又は「右後進用電磁弁」として機能する。

【0105】

また、ショベル１００は、バケットチルト機構を自動的に動作させる構成を備えていてもよい。この場合、バケットチルト機構を構成するバケットチルトシリンダ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。

【0106】

また、操作装置２６の形態として電気式操作レバーに関する説明を記載したが、電気式操作レバーではなく油圧式操作レバーが採用されてもよい。この場合、油圧式操作レバーの操作量は、圧力センサによって圧力の形で検出されてコントローラ３０へ入力されてもよい。また、油圧式操作レバーとしての操作装置２６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てもよい。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、油圧式操作レバーとしての操作装置２６を用いた手動操作が行われると、操作装置２６は、操作量に応じ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。また、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。

【0107】

次に、ショベル１００のマシンガイダンス機能及びマシンコントロール機能の概要について説明する。コントローラ３０は、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を実行できるように構成されていてもよい。

【0108】

本実施形態では、コントローラ３０は、掘削動作によってバケット６内に取り込まれた土砂を掘削位置以外の位置（目標放出位置）に放出するための動作（放出動作の一例）をガイドするマシンガイダンス機能（放出動作ガイド機能）を実行できるように構成されている。放出動作は、少なくとも旋回動作とバケット開き動作等のエンドアタッチメント動作とを含む一連の動作であり、放出される物が土又は土砂等である場合には「放土動作」、「排土動作」、又は「ダンプ動作」とも称される。また、放出動作は、ブーム上げ動作、ブーム下げ動作、アーム閉じ動作、アーム開き動作、及びバケット閉じ動作の少なくとも一つを含んでいてもよい。また、放出動作では、少なくとも二つの被駆動体の動作が同時に行われてもよい。目標放出位置は、例えば、前回の放出動作によって地面に放出された物（土砂）によって形成された山（土砂山）の頂点の位置である。具体的には、コントローラ３０は、目標放出位置を通る旋回軸ＰＶに垂直な直線（目標線）とアタッチメントＡＴの中心線（上部旋回体３の前後軸）との間の角度を、旋回させる必要がある角度（必要旋回角度）とし、表示装置４０及び室内警報器４５Ｂ等を通じて、操作者に伝える。

【0109】

より具体的には、コントローラ３０は、ブーム角度センサＳ１、アーム角度センサＳ２、バケット角度センサＳ３、機体傾斜センサＳ４、旋回角速度センサＳ５、操作センサ２９、空間認識装置７０、測位装置８５、及びスイッチＳＷ等から情報を取得する。そして、コントローラ３０は、例えば、取得した情報に基づいて必要旋回角度を算出し、表示装置４０に表示される画像、又は、室内警報器４５Ｂから出力される音声等により、算出した必要旋回角度の大きさを操作者に知らせる。例えば、コントローラ３０は、必要旋回角度が小さくなるほど間隔が短くなる断続音を室内警報器４５Ｂから出力させてもよい。この場合、コントローラ３０は、必要旋回角度がゼロになったとき、すなわち、目標線とアタッチメントＡＴの中心線（上部旋回体３の前後軸）とが一致したときに、室内警報器４５Ｂから連続音を出力させてもよい。

【0110】

目標放出位置の座標は、例えば、空間認識装置７０としてのカメラが撮像した画像に基づいて導き出される。目標放出位置の座標を導き出す際には、測位装置８５の出力が用いられてもよい。図示例では、目標放出位置の座標は、基準座標系で表現される。基準座標系は、例えば、世界測地系である。世界測地系は、地球の重心に原点をおき、Ｘ軸をグリニッジ子午線と赤道との交点の方向に、Ｙ軸を東経９０度の方向に、そして、Ｚ軸を北極の方向にとる三次元直交ＸＹＺ座標系である。操作者は、例えば、施工現場の任意の点を基準点と定め、基準点との相対的な位置関係により目標放出位置を設定してよい。これにより、コントローラ３０は、表示装置４０及び室内警報器４５Ｂ等を通じて、必要旋回角度を操作者に通知し、操作者による操作装置２６を通じたショベル１００の旋回操作をガイドすることができる。なお、基準座標系は、世界測地系以外の座標系であってもよい。例えば、基準座標系は、作業現場における任意の点を基準点（原点）とするローカル座標系であってもよい。また、コントローラ３０は、前回の放出位置の座標に基づき、今回の目標放出位置の座標を導き出す際に用いる座標系を設定してもよい。

【0111】

また、コントローラ３０は、操作者によるショベル１００の手動操作を支援したり、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実行できるように構成されていてもよい。

【0112】

具体的には、コントローラ３０は、マシンコントロール機能の一例である放出動作支援機能を実行することにより、操作者が手動で旋回操作を行っている際に、上部旋回体３が目標放出位置の方向を向くように上部旋回体３の旋回動作を制御するように構成されていてもよい。より具体的には、コントローラ３０は、操作者が手動で旋回操作を行っている場合であっても、上面視で目標放出位置がアタッチメントＡＴの中心線（上部旋回体３の前後軸）上に位置するようになったときには、旋回油圧モータ２Ａを強制的に停止させてもよい。すなわち、コントローラ３０は、上部旋回体３が目標放出位置の方向を向いたときに、上部旋回体３の旋回動作を自動的に停止させてもよい。なお、コントローラ３０は、上部旋回体３の旋回動作を停止させる前に、上部旋回体３の旋回速度を徐々に減速させてもよい。

【0113】

或いは、コントローラ３０は、操作者が手動で旋回操作を行っている際に、目標放出位置の平面座標（Ｘ座標及びＹ座標）と制御対象の平面座標（Ｘ座標及びＹ座標）とが一致するように、旋回油圧モータ２Ａとブームシリンダ７、アームシリンダ８、及び、バケットシリンダ９の少なくとも一つとを自動的に動作させてもよい。制御対象は、例えば、バケット６の作業部位としての爪先を構成する平面若しくは曲面、その平面若しくは曲面上に規定される線分、又は、その平面若しくは曲面上に規定される点等である。また、制御対象は、例えば、バケット６の作業部位としての背面を構成する平面若しくは曲面、その平面若しくは曲面上に規定される線分、又は、その平面若しくは曲面上に規定される点等であってもよい。なお、制御対象は、バケット６の中心点（重心）に設定されてもよく、アームトップピン（バケット連結ピン）に設定されてもよい。また、図示例では、コントローラ３０は、上部旋回体３の旋回中に制御対象の高さ（Ｚ座標）が変化しないように各種油圧アクチュエータを動作させるが、目標放出位置の真上にある所定高さの位置に制御対象が達するように各種油圧アクチュエータを動作させてもよい。すなわち、コントローラ３０は、上部旋回体３の旋回中に、制御対象の平面座標（Ｘ座標及びＹ座標）に加え、制御対象の高さ（Ｚ座標）を変化させてもよい。この場合、前回の放出動作によって地面に放出された物（土砂）によって形成された山（土砂山）の頂点の位置よりも所定高さだけ高い位置が目標放出位置として設定されてもよい。また、目標放出位置は、前回の放出動作によって形成された山（土砂山）の頂点以外の位置であってもよい。バケット６から放出された土砂は、必ずしも均一には堆積しないためである。例えば、放出動作によって目標放出位置よりもショベル１００から離れた領域に多くの土砂が堆積する傾向がある場合には、コントローラ３０は、既に形成された山（土砂山）の頂点から所定の距離だけショベル１００に近い位置に目標放出位置を設定してもよい。逆に、例えば、目標放出位置よりもショベル１００に近い領域に多くの土砂が堆積する傾向がある場合には、コントローラ３０は、既に形成された山（土砂山）の頂点から所定の距離だけショベル１００から離れた位置に目標放出位置を設定してもよい。また、過去の放出動作によって形成された山（土砂山）が複数存在する場合には、コントローラ３０は、土砂山と土砂山との間に形成された谷部（凹部）における所定の位置に目標放出位置を設定してもよい。このように、制御対象の座標は、地面上の空間に三次元的に設定される。

【0114】

より具体的には、操作者がスイッチＳＷを操作ながら（押しながら）、上部旋回体３を旋回させるために左操作レバー２６Ｌを操作すると、コントローラ３０は、操作者による左操作レバー２６Ｌの操作に応じ、目標放出位置の平面座標（Ｘ座標及びＹ座標）と制御対象の平面座標（Ｘ座標及びＹ座標）とが一致するように、旋回油圧モータ２Ａとブームシリンダ７、アームシリンダ８、及びバケットシリンダ９の少なくとも一つとを自動的に動作させる。より具体的には、コントローラ３０は、上述の如く、電磁弁３１を制御し、旋回油圧モータ２Ａとブームシリンダ７、アームシリンダ８、及びバケットシリンダ９の少なくとも一つとを自動的に動作させる。これにより、操作者は、左操作レバー２６Ｌを左右方向に操作するだけで、土砂を取り込んだ状態のバケット６を目標放出位置の真上に位置付けることができる。バケット６が目標放出位置の真上に位置付けられた後で、操作者は、手動でバケット開き操作を行うだけで、バケット６内の土砂を目標放出位置に向けて放出することができる。

【0115】

なお、コントローラ３０は、操作者がスイッチＳＷを押しながら左操作レバー２６Ｌを左右方向に操作した場合、土砂を取り込んだ状態のバケット６を目標放出位置の真上に位置付けた後で、バケット６内の土砂を自動的に地面に放出させてもよい。すなわち、コントローラ３０は、土砂を取り込んだ状態のバケット６を目標放出位置の真上に位置付けた後で、バケットシリンダ９を自動的に収縮させてバケット６を自動的に開いてもよい。この場合、コントローラ３０は、ブーム上げ動作、ブーム下げ動作、アーム閉じ動作、又はアーム開き動作等のバケット開き動作以外の動作を自動的に実行してもよい。これにより、操作者は、左操作レバー２６Ｌを左右方向に操作するだけで、土砂を取り込んだ状態のバケット６を目標放出位置の真上に位置付けた後で、バケット６内の土砂を目標放出位置に向けて放出することができる。

【0116】

更に、目標放出位置の算出は、ニューラルネットワーク（Neural Network）又はディープニューラルネットワーク（Deep Neural Network）を中心に構成される学習済みモデルを利用して行われてもよい。言い換えれば、コントローラ３０は、学習済みモデルを利用して目標放出位置を設定してもよい。

【0117】

例えば、ニューラルネットワーク又はディープニューラルネットワークを対象とした機械学習、具体的には、深層学習（ディープラーニング：Deep Learning）が行われ、重み付けパラメータの最適化が図られる。これにより、ニューラルネットワーク又はディープニューラルネットワークは、例えば、入力信号ｘとして、空間認識装置７０により取得される画像データ、若しくは、画像データに基づいて生成された作業現場の三次元マップが現在の作業現場の状況として入力され、出力信号ｙとして、現在の作業現場の状況（地面の形状（凹凸形状）又は障害物の有無等）に合った好ましい放出位置としての目標放出位置を出力することができる。

【0118】

具体的には、コントローラ３０は、好ましい放出位置に関連付けられる条件を学習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、空間認識装置７０により取得された現在の作業現場の状況等に関する情報と不揮発性記憶装置に予め記憶されている判定データとしての「好ましい放出位置の条件」を表す参照情報との組み合わせに基づいて作成されるデータセットにしたがって、作業現場の状況（地面の形状（凹凸形状）又は障害物の有無等）と好ましい放出位置との関係性（好ましい放出位置の条件）を学習するように構成されていてもよい。この学習工程は、無線通信を介してショベル１００と接続された管理装置（機械学習装置）において実行されてもよい。この場合、管理装置（機械学習装置）は、管理装置（機械学習装置）において作成された学習済みモデルを用い、管理対象のショベル１００が位置する作業現場の状況に合った好ましい放出位置を求めることができ、それにより目標放出位置を算出することができる。そして、コントローラ３０は、管理装置（機械学習装置）において算出された目標放出位置を受信し、受信した目標放出位置に基づいて放土動作をショベル１００に実行させる。また、算出された目標放出位置は、管理装置（機械学習装置）からショベル１００又は支援装置へ送信されてもよい。この場合、ショベル１００又は支援装置における表示装置に目標放出位置を表示することにより、操作者又は作業者は、管理装置（機械学習装置）が算出した目標放出位置を確認することができる。

【0119】

次に、図５及び図６を参照し、放出動作支援機能が実行されているときのショベル１００の動きについて説明する。図５は放出動作支援機能が実行されているときのショベル１００の上面図であり、図６は放出動作支援機能が実行されているときのショベル１００の左側面図である。具体的には、図５の左図は三回目の掘削動作が行われているときのショベル１００の上面図であり、図５の右図は三回目の放出動作が行われているときのショベル１００の上面図である。また、図６は、三回目の放出動作が行われているときのショベル１００の左側面図である。図示例では、放出動作は、旋回動作とバケット開き動作とを含む一例の動作であり、掘削動作の後に行われる。すなわち、一回目の放出動作は、一回目の掘削動作の後に行われ、二回目の放出動作は、二回目の掘削動作の後に行われ、三回目の放出動作は、三回目の掘削動作の後に行われる。四回目以降の放出動作についても同様である。また、図示例では、掘削動作は、破線Ｌ１で示す方向に沿って溝ＧＶを掘削するための一連の動作であり、少なくともアーム閉じ動作、バケット閉じ動作、及びブーム上げ動作を含む。掘削動作中において、破線Ｌ１は、アタッチメントＡＴの中心線（上部旋回体３の前後軸）に対応している。

【0120】

図５の左図に示す土砂山Ｑは、放出動作によってバケット６から地面に向けて放出される土砂によって形成される土砂山であり、最初に形成される第１土砂山Ｑ１、及び、二番目に形成される第２土砂山Ｑ２を含む。図５の左図に示す例では、第１土砂山Ｑ１は、既に部分的に形成された土砂山であり、実線で示され、第２土砂山Ｑ２は、形成される予定の土砂山、すなわち、現時点では存在しない土砂山であり、破線で示されている。

【0121】

図示例では、土砂山Ｑのそれぞれは、制限高さＨＴ（図６参照）を過度に上回ることがないように形成される。制限高さＨＴは、放出動作によって地面に放出された土砂によって形成される土砂山の許容最大高さであり、図示例では内部メモリに予め記憶されている。コントローラ３０は、第１土砂山Ｑ１の高さが制限高さＨＴを超えると、第１土砂山Ｑ１の形成が中止されて第２土砂山Ｑ２の形成が開始されるように、ショベル１００を制御する。その後に形成される不図示の第３土砂山以降についても同様である。

【0122】

第１土砂山Ｑ１は、図６に示すように、一回目の放出動作によって放出された土砂で形成された第１部分Ｑ１１と、二回目の放出動作によって放出された土砂で形成された第２部分Ｑ１２と、三回目の放出動作によって放出される土砂で形成される第３部分Ｑ１３と、を含む。図６では、明瞭化のため、一点鎖線で区切られた第１部分Ｑ１１には粗いドットパターンが付され、実線で区切られた第２部分Ｑ１２には細かいドットパターンが付されている。また、未だ形成されていない第３部分Ｑ１３は破線で表されている。図６に示すようにバケット６の中に取り込まれている土砂ＳＬが地面に向けて放出されると、第２部分Ｑ１２の上に第３部分Ｑ１３が形成され、第１土砂山Ｑ１の高さは制限高さＨＴを上回る。なお、図６のバケット６ａは、土砂ＳＬを地面に放出するために開かれた状態のバケット６を示している。

【0123】

図示例では、一回目の放出動作は、ショベル１００の操作者による操作装置２６に対する手動操作に応じて実行される。一方、二回目以降の放出動作は、放出動作支援機能によって半自動的に実行される。具体的には、二回目以降の放出動作は、ショベル１００の操作者による、スイッチＳＷを押しながらの旋回操作レバーに対する手動操作に応じて半自動的に実行される。すなわち、旋回動作以外の動作は、対応する操作レバーに対する手動操作の有無とは無関係に自動的に実行される。具体的には、アーム開き動作は、アーム操作レバーに対する手動操作が行われていなくとも自動的に実行される。より具体的には、コントローラ３０は、旋回操作レバーの手動操作が開始される前の制御対象の高さ（Ｚ座標）が変化しないように各種油圧アクチュエータを動作させ、目標放出位置の平面座標（Ｘ座標及びＹ座標）と制御対象の平面座標（Ｘ座標及びＹ座標）とを一致させる。但し、コントローラ３０は、制御対象の位置が目標放出位置よりも所定高さだけ高い位置となるように各種油圧アクチュエータを動作させてもよい。すなわち、コントローラ３０は、旋回操作レバーの手動操作が開始される前の制御対象の高さ（Ｚ座標）とは異なる高さに制御対象を移動させてもよい。このようにして、コントローラ３０は、放出動作支援機能により、掘削動作によって土砂が取り込まれた状態にあるバケット６を目標放出位置の真上にある位置まで自動的に移動させることができる。ここで、コントローラ３０は、二回目以降の放出動作によって放出される土砂が、一回目の放出動作によって形成された土砂山の上に堆積するように、放土動作開始から放土動作完了までの間、バケット６の爪先位置が放土動作開始時の爪先位置で維持されるように、ブーム上げ動作及びアーム開閉動作の少なくとも一つを行ってもよい。

【0124】

図示例では、コントローラ３０は、一回目の放出動作が完了した後で、二回目の掘削動作が完了するまでの期間中に、前方カメラ７０Ｆが撮像する上部旋回体３の前方の空間を映し出す画像に基づき、一回目の放出動作によって放出された土砂によって形成された第１土砂山Ｑ１の第１部分Ｑ１１の頂点の位置Ｐ１１を導き出す。そして、コントローラ３０は、その頂点の位置Ｐ１１を目標放出位置Ｐ（第１目標放出位置Ｐ１）として設定する。

【0125】

その後、コントローラ３０は、図５の左図に示すように、現時点におけるアタッチメントＡＴの中心線（上部旋回体３の前後軸）（破線Ｌ１）と、目標放出位置Ｐ（第１目標放出位置Ｐ１）と旋回軸ＰＶ（旋回中心点）とを通る直線である目標線Ｌ２とに基づき、必要旋回角度αを導き出す。

【0126】

必要旋回角度αは、目標放出位置Ｐを通る旋回軸ＰＶに垂直な直線である目標線Ｌ２とアタッチメントＡＴの中心線（上部旋回体３の前後軸）に対応する破線Ｌ１との間に形成される角度である。

【0127】

その後、コントローラ３０は、スイッチＳＷが押された状態で旋回操作レバーが左旋回方向に操作されると、上部旋回体３を必要旋回角度αだけ左方に旋回させる。上部旋回体３の旋回角度が必要旋回角度αに達すると、コントローラ３０は、旋回操作レバーの左旋回方向への操作が継続されている場合であっても、上部旋回体３の左旋回動作を停止させる。なお、上部旋回体３の旋回角度が必要旋回角度αに達する前に、旋回操作レバーの左旋回方向への操作が中止された場合には、コントローラ３０は、上部旋回体３の左旋回動作を停止させる。操作者による旋回操作レバーに対する手動操作を優先させるためである。また、コントローラ３０は、上部旋回体３の旋回角度が必要旋回角度αに近づくにつれて旋回速度を減速させてもよい。上部旋回体３の旋回角度が必要旋回角度αに達した時点で上部旋回体３の左旋回動作が急停止されてしまうのを抑制するためである。また、図示例では、コントローラ３０は、操作者による旋回操作レバーの操作量に応じて上部旋回体３の旋回速度を決定する。すなわち、コントローラ３０は、旋回操作レバーの操作量が大きいほど旋回速度が大きくなるように上部旋回体３の旋回動作を制御する。しかしながら、コントローラ３０は、旋回操作レバーの操作量とは無関係に上部旋回体３の旋回速度を決定するように構成されていてもよい。上部旋回体３の旋回速度が過度に大きくなってしまうのを抑制するためである。

【0128】

その後、操作者は、目標放出位置の平面座標（Ｘ座標及びＹ座標）と制御対象の平面座標（Ｘ座標及びＹ座標）とが一致した状態で、バケット操作レバーを手動でバケット開き方向に操作することにより、バケット６内の土砂を目標放出位置に向けて放出する。なお、バケット６内の土砂を目標放出位置に向けて放出する動作は自動的に行われてもよい。

【0129】

三回目の放出動作についても同様である。具体的には、コントローラ３０は、二回目の放出動作が完了した後で、三回目の掘削動作が完了するまでの期間中に、前方カメラ７０Ｆが撮像する上部旋回体３の前方の空間を映し出す画像に基づき、二回目の放出動作によって放出された土砂によって形成された第１土砂山Ｑ１の第２部分Ｑ１２の頂点の位置Ｐ１２を導き出す。そして、コントローラ３０は、その頂点の位置Ｐ１２を目標放出位置Ｐ（第１目標放出位置Ｐ１）として設定する。なお、コントローラ３０は、第１土砂山Ｑ１の第１部分Ｑ１１の頂点の位置Ｐ１１をそのまま目標放出位置Ｐとしてもよい。また、コントローラ３０は、二回目以降の目標放出位置Ｐを、土砂の堆積具合に応じて土砂山の頂点から所定の距離だけ離れた位置に設定してもよい。

【0130】

一方、図示例では、四回目の放出動作において、コントローラ３０は、第１土砂山Ｑ１がある位置以外の位置に目標放出位置Ｐを設定する。第１土砂山Ｑ１の高さが制限高さＨＴを超えて過度に高くなってしまうのを抑制するためである。

【0131】

具体的には、コントローラ３０は、三回目の放出動作が完了した後で、四回目の掘削動作が完了するまでの期間中に、前方カメラ７０Ｆが撮像する上部旋回体３の前方の空間を映し出す画像に基づき、第１土砂山Ｑ１の頂点の高さが制限高さＨＴよりも高くなっていることを認識すると、第１土砂山Ｑ１の頂点の位置以外の位置に目標放出位置Ｐを設定する。コントローラ３０は、放土動作により土砂山が形成される毎に、三次元マップを更新してもよい。更に、コントローラ３０は、土砂山の頂点の高さが制限高さＨＴよりも高い場合には、バケット６の背面により土砂山が上方から押し付けられるようにアタッチメントを動作させてもよい。この場合、コントローラ３０は、土砂山の頂点が平坦な形状であることを認識し、更に、平坦な土砂山の頂点が制限高さＨＴよりも高くなっていることを認識した場合に、土砂山の頂点の位置以外の位置に目標放出位置Ｐを設定してもよい。

【0132】

図５の左図に示す例では、コントローラ３０は、第１土砂山Ｑ１の頂点の位置（第１目標放出位置Ｐ１）と旋回軸ＰＶとの間の距離Ｄ１を半径とする円ＣＥ１の円周上に位置する、第１土砂山Ｑ１の頂点の位置（第１目標放出位置Ｐ１）から所定距離以上離れた別の位置を目標放出位置Ｐ（第２目標放出位置Ｐ２）として設定する。その後、第２目標放出位置Ｐ２には第２土砂山Ｑ２が形成される。そして、第２土砂山Ｑ２の頂点の高さが制限高さＨＴを超えると、コントローラ３０は、円ＣＥ１の円周上に位置する、第２土砂山Ｑ２の頂点の位置（第２目標放出位置Ｐ２）から所定距離以上離れた更に別の位置を目標放出位置Ｐ（第３目標放出位置Ｐ３）として設定する。第４土砂山以降についても同様である。この際、既に形成された土砂山にバケット６が当接しないように、コントローラ３０は、バケット６が目標放出位置Ｐの真上にある位置に達するまでアタッチメントの動きを制御してもよい。

【0133】

或いは、コントローラ３０は、目標線Ｌ２上に位置する、第１土砂山Ｑ１の頂点の位置（第１目標放出位置Ｐ１）から所定距離以上離れた別の位置（例えば第１目標放出位置Ｐ１よりも旋回軸ＰＶに近い位置にある第４目標放出位置Ｐ４）を目標放出位置Ｐとして設定してもよい。この場合、第４目標放出位置Ｐ４に形成される土砂山Ｑの頂点の高さが制限高さＨＴを超えると、コントローラ３０は、第４目標放出位置Ｐ４と旋回軸ＰＶとの間の距離を半径とする円ＣＥ２の円周上に位置する、第４目標放出位置Ｐ４から所定距離以上離れた更に別の位置を目標放出位置Ｐとして設定してもよい。

【0134】

或いは、コントローラ３０は、目標線Ｌ２上に位置する、第１土砂山Ｑ１の頂点の位置（第１目標放出位置Ｐ１）から所定距離以上離れた別の位置（例えば第１目標放出位置Ｐ１よりも旋回軸ＰＶから遠い位置にある第５目標放出位置Ｐ５）を目標放出位置Ｐとして設定してもよい。この場合、第５目標放出位置Ｐ５に形成される土砂山Ｑの頂点の高さが制限高さＨＴを超えると、コントローラ３０は、第５目標放出位置Ｐ５と旋回軸ＰＶとの間の距離を半径とする円ＣＥ３の円周上に位置する、第５目標放出位置Ｐ５から所定距離以上離れた更に別の位置を目標放出位置Ｐとして設定してもよい。ここで、目標放出位置は、作業現場に予め設定された放土可能領域内に設定される。堆積した土砂が放土可能領域から外側に広がる場合には、コントローラ３０は、土砂山と土砂山との間に形成された谷部（凹部）における所定の位置に目標放出位置Ｐを設定してもよい。また、コントローラ３０は、堆積した土砂が放土可能領域から外側に広がる場合には、制限高さＨＴを高くしてもよい。このように、コントローラ３０は、放土動作によって形成された土砂山の形状と制限高さＨＴとに基づいて目標放出位置Ｐを設定してもよい。

【0135】

或いは、ショベル１００の操作者は、四回目の掘削動作が完了した後で、第２土砂山Ｑ２が形成されるべき位置である第２目標放出位置Ｐ２を手動で設定してもよい。具体的には、操作者は、スイッチＳＷを押さずに操作装置２６を手動操作することにより、第２土砂山Ｑ２が形成されるべき位置の真上にある位置までバケット６を移動させた後で、バケット操作レバーを手動操作してバケット開き動作を実行し、その位置に向けて土砂を放出させてもよい。コントローラ３０は、この四回目の手動による放出動作が完了した後で、五回目の掘削動作が完了するまでの期間中に、前方カメラ７０Ｆが撮像する上部旋回体３の前方の空間を映し出す画像に基づき、四回目の放出動作によって地面に放出された土砂によって形成された第２土砂山Ｑ２の頂点の位置を、五回目以降の放出動作のための目標放出位置Ｐとして設定してもよい。

【0136】

また、コントローラ３０は、放出動作支援機能により、掘削動作によって土砂が取り込まれた状態にあるバケット６を目標放出位置Ｐの真上にある位置まで自動的に移動させるように構成されていてもよい。具体的には、コントローラ３０は、ショベル１００の操作者による、スイッチＳＷを押しながらの旋回操作レバーに対する手動操作に応じ、旋回動作以外の動作を、対応する操作レバーに対する手動操作の有無とは無関係に自動的に実行させてもよい。この場合、例えば、アーム開き動作は、アーム操作レバーに対する手動操作が行われていなくとも自動的に実行される。

【0137】

より具体的には、コントローラ３０は、二回目の掘削動作（ブーム上げ動作）が完了した時点で、バケット６の現在位置から目標放出位置Ｐの真上にある位置（放土動作開始位置）までの軌道（目標軌道）を生成する。目標放出位置Ｐの真上にある位置は、目標放出位置Ｐよりも所定距離（例えば１０ｃｍ）だけ鉛直上方にある位置である。軌道の終点となる放土動作開始位置は三次元的に設定される。この際、既に形成された土砂山にバケット６が当接しないように、目標軌道は生成される。このように、コントローラ３０は、作業現場の状況（放土動作によって形成された土砂山の形状（凹凸形状））に基づいて放土動作開始位置を算出してもよい。更に、コントローラ３０は、作業現場の状況としての障害物の有無等に基づいて放土動作開始位置を算出してもよい。

【0138】

その後、コントローラ３０は、スイッチＳＷが押された状態で旋回操作レバーが左旋回方向に操作されると、上部旋回体３を必要旋回角度αだけ左方に旋回させながら、アタッチメントを動作させてバケット６を目標放出位置Ｐの真上にある位置まで自動的に移動させる。具体的には、コントローラ３０は、旋回油圧モータ２Ａとともにブームシリンダ７、アームシリンダ８、及びバケットシリンダ９のうちの少なくとも一つを動作させることにより、目標軌道に沿ってバケット６を移動させる。

【0139】

また、コントローラ３０は、放出動作支援機能により、目標放出位置Ｐの真上にある位置まで自動的に移動させたバケット６を自動的に開くように構成されていてもよい。具体的には、コントローラ３０は、ショベル１００の操作者による、スイッチＳＷを押しながらの旋回操作レバーに対する手動操作に応じ、バケット開き動作を、バケット操作レバーに対する手動操作の有無とは無関係に自動的に実行させてもよい。

【0140】

その後、コントローラ３０は、スイッチＳＷが押された状態で旋回操作レバーが反対方向（右旋回方向）に操作されると、アタッチメントＡＴの中心線（上部旋回体３の前後軸）と溝ＧＶの延在方向を示す破線Ｌ１とが一致するまで上部旋回体３を右方に旋回させるように構成されていてもよい。バケット６を掘削位置（溝ＧＶ）の真上に戻すためである。

【0141】

次に、図７Ａ及び図７Ｂを参照し、マシンコントロール機能に関する構成の一例について説明する。図７Ａ及び図７Ｂは、コントローラ３０の構成例を示す図である。具体的には、図７Ａ及び図７Ｂは、マシンコントロール機能に関する詳細な構成の一例を示す。なお、図７Ａ及び図７Ｂを参照する以下の説明は、スイッチＳＷが操作された状態で、上部旋回体３を動かすための左操作レバー２６Ｌ（旋回操作レバー）の操作が行われた場合に実行されるマシンコントロール機能に関する。具体的には、以下の説明は、操作者が手動で旋回操作を行っている際に、目標放出位置の平面座標（Ｘ座標及びＹ座標）と制御対象の平面座標（Ｘ座標及びＹ座標）とが一致するように、旋回油圧モータ２Ａとブームシリンダ７、アームシリンダ８、及び、バケットシリンダ９の少なくとも一つとを自動的に動作させるマシンコントロール機能に関する。

【0142】

コントローラ３０は、マシンコントロール機能に関する機能部として、操作内容取得部３００１、目標放出位置取得部３００２、目標軌道設定部３００３、現在位置算出部３００４、目標位置算出部３００５、動作指令生成部３００６、パイロット指令生成部３００７、姿勢角算出部３００８、及び、制限高さ取得部３００９を含む。図示例では、９個の機能部のそれぞれは、ソフトウェアで実現されている。但し、９個の機能部のそれぞれは、ハードウェア（電子回路等）で実現されてもよく、ソフトウェアとハードウェアの組み合わせで実現されてもよい。また、図示例では、９個の機能部のそれぞれは、スイッチＳＷが操作されている場合、所定の制御周期毎に、後述する処理を繰り返し実行する。

【0143】

操作内容取得部３００１は、操作センサ２９ＬＢから取り込まれる検出信号に基づき、旋回操作レバーの操作内容を取得する。例えば、操作内容取得部３００１は、操作内容として、操作方向（左旋回操作であるか右旋回操作であるかの別）と、操作量を取得（算出）する。

【0144】

目標放出位置取得部３００２は、例えば、空間認識装置７０の出力に基づいて目標放出位置に関するデータを取得する。図示例では、目標放出位置取得部３００２は、空間認識装置７０としての後方カメラ７０Ｂ、前方カメラ７０Ｆ、左方カメラ７０Ｌ、及び右方カメラ７０Ｒのうちの少なくとも一つが撮像した画像に基づき、前回の放出動作によって地面に放出された土砂によって形成された土砂山の頂点の位置を目標放出位置として取得する。目標放出位置に関するデータは、例えば、目標放出位置の二次元座標又は三次元座標である。

【0145】

図示例では、初回の放出動作は、ショベル１００の操作者による操作装置２６の手動操作に応じて行われる。そして、二回目の放出動作は、初回の放出動作によって地面に放出された土砂によって形成された土砂山の頂点の位置が目標放出位置として設定された後で、マシンコントロール機能により、ショベル１００の操作者による旋回操作レバーの手動操作に応じて行われる。三回目以降の放出動作は、初回又は二回目の放出動作によって地面に放出された土砂によって形成された土砂山の頂点の位置が目標放出位置として設定された後で、マシンコントロール機能により、ショベル１００の操作者による旋回操作レバーの手動操作に応じて行われる。二回目以降の放出動作では、バケット６内の土砂を放出するためのバケット開き動作は、操作者によるバケット操作レバーの手動操作に応じて行われてもよく、操作者によるバケット操作レバーの手動操作の有無とは無関係に、すなわち、操作者による旋回操作レバーの手動操作に応じて自動的に行われてもよい。

【0146】

目標軌道設定部３００３は、目標放出位置に関するデータに基づき、制御対象を目標放出位置の真上にある位置（放土動作開始位置）まで移動させるための目標軌道に関する情報を設定する。目標放出位置の真上にある位置は、例えば、目標放出位置Ｐよりも所定距離（例えば１０ｃｍ）だけ鉛直上方にある位置である。図示例では、目標軌道設定部３００３は、制御対象の現在位置の座標と目標放出位置の座標とに基づいて目標軌道を設定する。また、目標軌道設定部３００３は、ショベル１００の周囲の地面の形状に関する情報を利用してもよい。この場合、目標軌道設定部３００３は、空間認識装置７０の出力に基づき、ショベル１００の周囲の地面の形状に関する情報を取得してもよい。

【0147】

現在位置算出部３００４は、制御対象の位置（現在位置）を算出する。具体的には、姿勢角算出部３００８により算出されるブーム角度β１、アーム角度β２、バケット角度β３、及び旋回角度β４に基づいて制御対象の位置を算出してよい。

【0148】

目標位置算出部３００５は、旋回操作レバーの操作内容（操作方向及び操作量）と、設定された目標軌道に関する情報と、制御対象の現在位置とに基づき、制御対象の目標位置を算出する。この目標位置は、上部旋回体３が旋回操作レバーの操作方向及び操作量に応じて旋回すると仮定したときの、今回の制御周期中で到達目標とすべき目標軌道上の位置である。目標位置算出部３００５は、内部メモリ等に予め記憶されたマップ又は演算式等を用い、制御対象の目標位置を算出してもよい。

【0149】

動作指令生成部３００６は、制御対象の目標位置に基づき、ブーム４の動作に関する指令値（以下、「ブーム指令値β１ｒ」とする）、アーム５の動作に関する指令値（以下、「アーム指令値β２ｒ」とする）、バケット６の動作に関する指令値（以下、「バケット指令値β３ｒ」とする）、及び、上部旋回体３の動作に関する指令値（以下、「旋回指令値β４ｒ」とする）を生成する。図示例では、ブーム指令値β１ｒ、アーム指令値β２ｒ、バケット指令値β３ｒ、及び旋回指令値β４ｒは、それぞれ、制御対象が目標位置を実現できたときのブーム角度、アーム角度、バケット角度、及び旋回角度である。なお、ブーム指令値β１ｒ、アーム指令値β２ｒ、バケット指令値β３ｒ、及び、旋回指令値β４ｒは、それぞれ、制御対象が目標位置に達するために必要なブーム４、アーム５、バケット６、及び上部旋回体３の回動速度（旋回速度）若しくは回動加速度（旋回加速度）であってもよい。

【0150】

動作指令生成部３００６は、マスタ指令生成部３００６Ａ、及び、スレーブ指令生成部３００６Ｂを含んでいてもよい。マスタ指令生成部３００６Ａは、操作装置２６の操作内容に対応して動作する作業要素（以下、「マスタ要素」とする）の動作に関する指令値（以下、「マスタ指令値」とする）を生成する。なお、マスタ要素を操作するための操作レバーは「マスタ操作レバー」とも称される。図示例では、マスタ要素は上部旋回体３であり、マスタ操作レバーは旋回操作レバーであり、マスタ指令生成部３００６Ａは、旋回指令値β４ｒを生成し、旋回パイロット指令生成部３００７Ｄに向けて出力する。具体的には、マスタ指令生成部３００６Ａは、旋回操作レバーの操作内容（操作方向及び操作量）に対応する旋回指令値β４ｒを生成する。マスタ指令生成部３００６Ａは、旋回操作レバーの操作内容と、旋回指令値β４ｒとの関係を規定する所定のマップ又は変換式等に基づき、旋回指令値β４ｒを生成し、出力してもよい。

【0151】

スレーブ指令生成部３００６Ｂは、作業要素のうち、マスタ要素（上部旋回体３）の動作（旋回）に合わせて（同期して）、制御対象が目標軌道に沿って移動するように動作する作業要素（以下、「スレーブ要素」とする）の動作に関する指令値（以下、「スレーブ指令値」とする）を生成する。図示例では、スレーブ要素は、ブーム４、アーム５、及びバケット６である。スレーブ指令生成部３００６Ｂは、ブーム指令値β１ｒ、アーム指令値β２ｒ、及びバケット指令値β３ｒを生成し、それぞれ、ブームパイロット指令生成部３００７Ａ、アームパイロット指令生成部３００７Ｂ、及びバケットパイロット指令生成部３００７Ｃに向けて出力する。具体的には、スレーブ指令生成部３００６Ｂは、旋回指令値β４ｒに対応する上部旋回体３の動作（旋回）に合わせて（同期して）、ブーム４、アーム５、及びバケット６の少なくとも一つが動作し、制御対象が目標位置に到達できるように（つまり、目標軌道に沿って移動するように）、ブーム指令値β１ｒ、アーム指令値β２ｒ、及びバケット指令値β３ｒを生成する。これにより、コントローラ３０は、旋回操作レバーの操作内容に対応する上部旋回体３の動作（旋回）に合わせて（つまり、同期させて）、アタッチメントＡＴを動作させることで、制御対象を目標軌道に沿って移動させることができる。つまり、上部旋回体３（旋回油圧モータ２Ａ）は、旋回操作レバーに対する操作入力に対応して動作し、ブーム４（ブームシリンダ７）、アーム５（アームシリンダ８）、及びバケット６（バケットシリンダ９）のそれぞれは、バケット６の中心点等の制御対象が目標軌道に沿って移動するように、上部旋回体３（旋回油圧モータ２Ａ）の動作に合わせてその動作が制御される。

【0152】

パイロット指令生成部３００７は、指令値（ブーム指令値β１ｒ、アーム指令値β２ｒ、バケット指令値β３ｒ、及び旋回指令値β４ｒ）に対応する角度（ブーム角度、アーム角度、バケット角度、及び旋回角度β４）を実現するために、制御弁（制御弁１７３～１７６）に作用させるパイロット圧の指令値（以下、「パイロット圧指令値」とする）を生成するように構成されている。具体的には、パイロット指令生成部３００７は、ブームパイロット指令生成部３００７Ａ、アームパイロット指令生成部３００７Ｂ、バケットパイロット指令生成部３００７Ｃ、及び、旋回パイロット指令生成部３００７Ｄを含む。

【0153】

ブームパイロット指令生成部３００７Ａは、ブーム指令値β１ｒと、ブーム角度算出部３００８Ａが算出する現在のブーム角度の算出値（測定値）との間の偏差に基づき、ブーム４を駆動するブームシリンダ７に対応する制御弁１７５に作用させるパイロット圧指令値を生成する。そして、ブームパイロット指令生成部３００７Ａは、生成したパイロット圧指令値に対応する制御電流を電磁弁３１ＢＬ及び電磁弁３１ＢＲに出力する。これにより、電磁弁３１ＢＬ及び電磁弁３１ＢＲは、パイロット圧指令値に対応するパイロット圧を、制御弁１７５の対応するパイロットポートに作用させることができる。そして、パイロットポートにパイロット圧が作用すると、制御弁１７５が動作する。そして、制御弁１７５が動作すると、ブームシリンダ７が動作し、ブーム指令値β１ｒに対応するブーム角度を実現するように、ブーム４が動作する。

【0154】

アームパイロット指令生成部３００７Ｂは、アーム指令値β２ｒと、アーム角度算出部３００８Ｂが算出する現在のアーム角度の算出値（測定値）との間の偏差に基づき、アーム５を駆動するアームシリンダ８に対応する制御弁１７６に作用させるパイロット圧指令値を生成する。そして、アームパイロット指令生成部３００７Ｂは、生成したパイロット圧指令値に対応する制御電流を電磁弁３１ＡＬ及び電磁弁３１ＡＲに出力する。これにより、電磁弁３１ＡＬ及び電磁弁３１ＡＲは、パイロット圧指令値に対応するパイロット圧を、制御弁１７６の対応するパイロットポートに作用させることができる。そして、パイロットポートにパイロット圧が作用すると、制御弁１７６が動作する。そして、制御弁１７６が動作すると、アームシリンダ８が動作し、アーム指令値β２ｒに対応するアーム角度を実現するように、アーム５が動作する。

【0155】

バケットパイロット指令生成部３００７Ｃは、バケット指令値β３ｒと、バケット角度算出部３００８Ｃが算出する現在のバケット角度の算出値（測定値）との間の偏差に基づき、バケット６を駆動するバケットシリンダ９に対応する制御弁１７４に作用させるパイロット圧指令値を生成する。そして、バケットパイロット指令生成部３００７Ｃは、生成したパイロット圧指令値に対応する制御電流を電磁弁３１ＣＬ及び電磁弁３１ＣＲに出力する。これにより、電磁弁３１ＣＬ及び電磁弁３１ＣＲは、パイロット圧指令値に対応するパイロット圧を、制御弁１７４の対応するパイロットポートに作用させることができる。そして、パイロットポートにパイロット圧が作用すると、制御弁１７４が動作する。そして、制御弁１７４が動作すると、バケットシリンダ９が動作し、バケット指令値β３ｒに対応するバケット角度を実現するように、バケット６が動作する。

【0156】

旋回パイロット指令生成部３００７Ｄは、旋回指令値β４ｒと、旋回角度算出部３００８Ｄが算出する現在の旋回角度の算出値（測定値）との間の偏差に基づき、上部旋回体３を駆動する旋回油圧モータ２Ａに対応する制御弁１７３に作用させるパイロット圧指令値を生成する。そして、旋回パイロット指令生成部３００７Ｄは、生成したパイロット圧指令値に対応する制御電流を電磁弁３１ＤＬ及び電磁弁３１ＤＲに出力する。これにより、電磁弁３１ＤＬ及び電磁弁３１ＤＲは、パイロット圧指令値に対応するパイロット圧を、制御弁１７３の対応するパイロットポートに作用させることができる。そして、パイロットポートにパイロット圧が作用すると、制御弁１７３が動作する。そして、制御弁１７３が動作すると、旋回油圧モータ２Ａが動作し、旋回指令値β４ｒに対応する旋回角度を実現するように、上部旋回体３が動作（旋回）する。

【0157】

姿勢角算出部３００８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、及び旋回角速度センサＳ５の検出信号に基づき、ブーム角度β１、アーム角度β２、バケット角度β３、及び旋回角度β４を算出（測定）するように構成されている。具体的には、姿勢角算出部３００８は、ブーム角度算出部３００８Ａ、アーム角度算出部３００８Ｂ、バケット角度算出部３００８Ｃ、及び旋回角度算出部３００８Ｄを含む。ブーム角度算出部３００８Ａは、ブーム角度センサＳ１から取り込まれる検出信号に基づき、ブーム角度β１を算出（測定）する。アーム角度算出部３００８Ｂは、アーム角度センサＳ２から取り込まれる検出信号に基づき、アーム角度β２を算出（測定）する。バケット角度算出部３００８Ｃは、バケット角度センサＳ３から取り込まれる検出信号に基づき、バケット角度β３を算出（測定）する。旋回角度算出部３００８Ｄは、旋回角速度センサＳ５から取り込まれる検出信号に基づき、旋回角度β４を算出（測定）する。

【0158】

制限高さ取得部３００９は、例えば、内部メモリ又は外部記憶装置等から制限高さに関するデータを取得するように構成されている。「制限高さ」は、放出動作によって地面に放出された物（土砂）によって形成される山（土砂山）の許容最大高さである。

【0159】

図示例では、コントローラ３０は、土砂山の高さが制限高さを過度に上回ることがないように、ショベル１００の動きを制御するように構成されている。具体的には、目標放出位置取得部３００２は、前回の放出動作によって形成された土砂山の高さが制限高さを上回った場合には、その土砂山の頂点の位置を目標放出位置として設定しないように構成されている。この場合、目標放出位置取得部３００２は、例えば、その土砂山の頂点と旋回中心点との間の距離を半径とする円の円周上に位置する、その土砂山の頂点の位置から所定距離以上離れた別の位置を目標放出位置として設定する。或いは、目標放出位置取得部３００２は、その土砂山の頂点と旋回中心点とを通る直線上に位置する、その土砂山の頂点の位置から所定距離以上離れた別の位置を目標放出位置として設定してもよい。

【0160】

この構成により、ショベル１００の操作者は、掘削動作終了後にスイッチＳＷを押しながら旋回操作レバーを操作するだけで、土砂等を取り込んだ状態のバケット６を目標放出位置の真上に位置付けることができる。そのため、コントローラ３０は、放出動作に関する操作者の負担を軽減できる。

【0161】

また、コントローラ３０は、土砂を取り込んだ状態のバケット６を目標放出位置の真上に位置付けた後で、バケット６を自動的に開き、バケット６内の土砂を自動的に地面に放出させてもよい。この場合、操作者は、掘削動作終了後にスイッチＳＷを押しながら旋回操作レバーを操作するだけで、土砂等を取り込んだ状態のバケット６を目標放出位置の真上に位置付けた後で、バケット６内の土砂を自動的に地面に放出させることができる。そのため、コントローラ３０は、放出動作に関する操作者の負担を更に軽減できる。

【0162】

次に、図８を参照し、マシンコントロール機能に関する詳細な構成の別の一例について説明する。図８は、コントローラ３０の別の構成例を示す図である。図８に示すコントローラ３０は、操作内容取得部３００１が通信装置Ｔ１を通じて操作内容に関する情報を取得する点で、図７Ａに示すコントローラ３０と異なるが、その他の点では図７Ａに示すコントローラ３０と同じである。

【0163】

具体的には、図８のコントローラ３０は、遠隔操作式のショベル又は無人式（自律式）のショベルに搭載される装置である。無人式（自律式）のショベルでは、一回目の放出動作のための目標放出位置Ｐは予め設定されている。二回目以降の放出動作のための目標放出位置Ｐは、空間認識装置７０の出力に基づいて動的に設定されてもよく、予め設定されていてもよい。また、遠隔操作式のショベルでは、コントローラ３０は、遠隔操作室内に設置されていてもよい。また、無人式（自律式）のショベルでは、コントローラ３０は、外部施設に設置されたサーバ等の管理装置に搭載されていてもよい。

【0164】

上述のように、本開示の実施形態に係るショベル１００は、図５に示すように、下部走行体１と、下部走行体１に旋回可能に搭載される上部旋回体３と、上部旋回体３に取り付けられる、ブーム４、アーム５、及びエンドアタッチメントとしてのバケット６を含むアタッチメントＡＴと、地面の形状を認識する空間認識装置７０と、空間認識装置７０が認識した地面の形状に基づいて目標放出位置Ｐを決定し、上部旋回体３が目標放出位置Ｐの方向を向くように上部旋回体３の旋回動作を制御する制御装置としてのコントローラ３０と、を備えている。なお、エンドアタッチメントはリフティングマグネット又はグラップル等、バケット６以外の部材であってもよい。

【0165】

この構成により、ショベル１００の操作者は、例えばスイッチＳＷを押しながら旋回操作レバーを傾倒するといった所定の操作を行うだけで、目標放出位置Ｐの方向に上部旋回体３を向けることができる。その後、操作者は、アタッチメントＡＴを動作させるだけで、エンドアタッチメントを目標放出位置Ｐの真上にある位置まで移動させることができる。そのため、ショベル１００は、放出動作に関する操作者の負担を軽減できる。

【0166】

なお、コントローラ３０は、上部旋回体３が目標放出位置Ｐの方向を向いたときに、上部旋回体３の旋回を強制的に停止させることができるように構成されていてもよい。この場合、コントローラ３０は、上部旋回体３の旋回動作の急停止を抑制できるように、上部旋回体３の旋回動作を緩やかに停止でき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、上部旋回体３の旋回速度を徐々に低減させてもよい。また、コントローラ３０は、上部旋回体３の円滑な旋回動作を実現できるように、旋回開始時から旋回停止時まで旋回速度を継続的に制御できるように構成されていてもよい。

【0167】

この構成により、ショベル１００の操作者は、例えばスイッチＳＷを押しながら旋回操作レバーを傾倒するといった所定の操作を行うだけで、上部旋回体３が目標放出位置Ｐの方向を向くように上部旋回体３を円滑に旋回させることができる。そのため、ショベル１００は、旋回動作中にバケット６から土砂がこぼれ落ちてしまうといった事象が発生するのを抑制でき、そのような事象が発生してしまうのではないかといった操作者の不安を和らげることができる。そのため、ショベル１００は、放出動作に関する操作者の負担を更に軽減できる。

【0168】

また、コントローラ３０は、旋回操作レバーの操作に応じ、上部旋回体３を旋回させるとともにアタッチメントＡＴを動作させることによって、目標放出位置Ｐの真上にある位置までエンドアタッチメントを移動させるように構成されていてもよい。

【0169】

この構成により、ショベル１００の操作者は、例えばスイッチＳＷを押しながら旋回操作レバーを傾倒するといった所定の操作を行うだけで、エンドアタッチメントを目標放出位置Ｐの真上にある位置まで移動させることができる。そのため、ショベル１００は、放出動作に関する操作者の負担を更に軽減できる。

【0170】

また、コントローラ３０は、目標放出位置Ｐの真上にある位置までエンドアタッチメントを移動させた後で、エンドアタッチメントを自動的に動作させ、アタッチメントＡＴによって空中に持ち上げられた物を地面に向けて放出させるように構成されていてもよい。図５に示す例では、コントローラ３０は、目標放出位置Ｐの真上にある位置までバケット６を移動させた後で、バケット６を自動的に開き、アタッチメントＡＴによって空中に持ち上げられた土砂、すなわち、バケット６内に取り込まれている土砂を地面に向けて放出させる。なお、コントローラ３０は、エンドアタッチメントがリフティングマグネットである場合には、目標放出位置Ｐの真上にある位置までリフティングマグネットを移動させた後で、リフティングマグネットを自動的に消磁し、アタッチメントＡＴによって空中に持ち上げられた土砂、すなわち、リフティングマグネットに吸着されていた鉄屑等の磁性体を地面に向けて放出させる。

【0171】

この構成により、ショベル１００の操作者は、例えばスイッチＳＷを押しながら旋回操作レバーを傾倒するといった所定の操作を行うだけで、エンドアタッチメントを目標放出位置Ｐの真上にある位置まで移動させ、更に、アタッチメントＡＴによって空中に持ち上げられた物を地面に向けて放出させることができる。そのため、ショベル１００は、放出動作に関する操作者の負担を更に軽減できる。

【0172】

なお、目標放出位置Ｐは、過去の放出動作によって地面に放出された物によって形成された山の頂点の位置であってもよい。図５に示す例では、目標放出位置Ｐは、初回の放出動作によって地面に向けて放出された土砂によって形成された土砂山の頂点の位置である。但し、目標放出位置Ｐは、過去の放出動作によって地面に放出された物によって形成された山の上面視範囲の中心点であってもよい。

【0173】

また、本開示の実施形態に係る機械学習装置は、放土動作によって形成された土砂山の形状に関する情報と好ましい放出位置との組み合わせを含むデータセットを利用して目標放出位置を学習するように構成されている。

【0174】

この場合、コントローラ３０における不揮発性記憶装置には、このような機械学習装置により作成された学習済みモデルが入力（記憶）され、コントローラ３０は、学習済みモデルに基づき、現在の地面の形状に関する情報の入力に応じて目標放出位置を出力するように構成されていてもよい。

【0175】

この構成により、コントローラ３０は、現在の地面の形状に適した目標放出位置を導き出すことができる。

【0176】

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。

【符号の説明】

【0177】

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 ４Ｆ・・・ブームフートピン ５・・・アーム ６、６ａ・・・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・・・ポンプレギュレータ １４・・・メインポンプ １５・・・パイロットポンプ １７・・・コントロールバルブユニット １８・・・絞り １９・・・制御圧センサ ２６・・・操作装置 ２６Ｄ・・・走行レバー ２６ＤＬ・・・左走行レバー ２６ＤＲ・・・右走行レバー ２６Ｌ・・・左操作レバー ２６Ｒ・・・右操作レバー ２８・・・吐出圧センサ ２９、２９ＬＡ、２９ＬＢ、２９ＲＡ、２９ＲＢ、２９ＤＬ、２９ＤＲ・・・操作センサ ３０・・・コントローラ ３１、３１ＡＬ、３１ＡＲ、３１ＢＬ、３１ＢＲ、３１ＣＬ、３１ＣＲ、３１ＤＬ、３１ＤＲ、３１ＥＬ、３１ＥＲ、３１ＦＬ、３１ＦＲ・・・電磁弁 ４０・・・表示装置 ４５Ａ・・・室外警報器 ４５Ｂ・・・室内警報器 ６０・・・制御弁 ７０・・・空間認識装置 ７０Ｂ・・・後方カメラ ７０Ｆ・・・前方カメラ ７０Ｌ・・・左方カメラ ７０Ｒ・・・右方カメラ ８５・・・測位装置 １００・・・ショベル １７１～１７５、１７５Ｌ、１７５Ｒ、１７６、１７６Ｌ、１７６Ｒ・・・制御弁 ３００１・・・操作内容取得部 ３００２・・・目標放出位置取得部 ３００３・・・目標軌道設定部 ３００４・・・現在位置算出部 ３００５・・・目標位置算出部 ３００６・・・動作指令生成部 ３００６Ａ・・・マスタ指令生成部 ３００６Ｂ・・・スレーブ指令生成部 ３００７・・・パイロット指令生成部 ３００７Ａ・・・ブームパイロット指令生成部 ３００７Ｂ・・・アームパイロット指令生成部 ３００７Ｃ・・・バケットパイロット指令生成部 ３００７Ｄ・・・旋回パイロット指令生成部 ３００８・・・姿勢角算出部 ３００８Ａ・・・ブーム角度算出部 ３００８Ｂ・・・アーム角度算出部 ３００８Ｃ・・・バケット角度算出部 ３００８Ｄ・・・旋回角度算出部 ３００９・・・制限高さ取得部 ＡＴ・・・アタッチメント ＣＤ１・・・パイロットライン ＣＥ１、ＣＥ２、ＣＥ３・・・円 ＧＶ・・・溝 ＨＴ・・・制限高さ Ｌ２・・・目標線 Ｐ・・・目標放出位置 Ｐ１・・・第１目標放出位置 Ｐ２・・・第２目標放出位置 Ｐ３・・・第３目標放出位置 Ｐ４・・・第４目標放出位置 Ｐ５・・・第５目標放出位置 Ｐ１１、Ｐ１２、Ｐ１３・・・位置 ＰＶ・・・旋回軸 Ｑ・・・土砂山 Ｑ１・・・第１土砂山 Ｑ１１・・・第１部分 Ｑ１２・・・第２部分 Ｑ１３・・・第３部分 Ｑ２・・・第２土砂山 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 ＳＬ・・・土砂 ＳＷ、ＳＷ１、ＳＷ２・・・スイッチ Ｔ１・・・通信装置 α・・・必要旋回角度

【図1】

【図2】

【図3】

【図4A】

【図4B】

【図4C】

【図4D】

【図4E】

【図4F】

【図5】

【図6】

【図7A】

【図7B】

【図8】