特開 2024-79409 ショベルの制御装置、及びショベル

(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】P2024079409

(43)【公開日】2024-06-11

(54)【発明の名称】ショベルの制御装置、及びショベル

(51)【国際特許分類】

   E02F 9/20 20060101AFI20240604BHJP

   E02F 9/26 20060101ALI20240604BHJP

【ＦＩ】

E02F9/20 M

E02F9/26 B

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022192331

(22)【出願日】2022-11-30

(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】西牧 潤

(72)【発明者】

【氏名】平沼 一則

【テーマコード（参考）】

2D003

2D015

【Ｆターム（参考）】

2D003AA01

2D003AB04

2D003AC09

2D003BA02

2D003CA02

2D003DA02

2D003DA04

2D003DB02

2D003DB04

2D003DB05

2D003FA02

2D015HA03

2D015HB02

2D015HB04

2D015HB05

(57)【要約】

【課題】バケット内の物の重量の算出の検出を向上させる。
【解決手段】実施形態に係るショベルの制御装置は、ショベルに取り付けられたアタッチメントの先端に設けられるバケットの形状を入力可能であると共に、入力された前記バケットの形状と、前記バケット内の物の重量に応じて検出結果が変化する検出部の出力と、に基づいて、前記バケット内の物の重量を算出するように構成されている。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ショベルに取り付けられたアタッチメントの先端に設けられるバケットの形状を入力可能であると共に、入力された前記バケットの形状と、前記バケット内の物の重量に応じて検出結果が変化する検出部の出力と、に基づいて、前記バケット内の物の重量を算出するように構成されている、
ショベルの制御装置。

【請求項2】

前記物の重量と、前記物の重心の位置と、を前記バケットの形状に応じて対応付けたテーブル情報を記憶する記憶装置を有し、
前記バケット内の前記物の重量を算出した際に、前記テーブル情報を参照して、算出した前記物の重量に基づいて、前記物の重心の位置を特定した後、特定された前記物の重心の位置と前記検出部の出力とに基づいて、前記バケット内の前記物の重量を再び算出するように構成されている、
請求項１に記載のショベルの制御装置。

【請求項3】

特定された前記物の重心の位置と前記検出部の出力とに基づいた前記物の重量の算出と、算出された前記物の重量に基づいた前記物の重心の位置の特定と、を交互に行うように構成されている、
請求項２に記載のショベルの制御装置。

【請求項4】

下部走行体と、
前記下部走行体に旋回自在の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アタッチメントと、
前記アタッチメントの先端に設けられるバケットと、
前記バケットの形状を入力可能であると共に、入力された前記バケットの形状と、前記バケット内の物の重量に応じて検出結果が変化する検出部の出力と、に基づいて、前記バケット内の物の重量を算出するように構成されている制御装置と、を有する
ショベル。

【請求項5】

前記物の重量と、前記物の重心の位置と、を前記バケットの形状に応じて対応付けたテーブル情報を記憶する記憶装置をさらに備え、
前記制御装置は、前記バケット内の前記物の重量を算出した際に、前記テーブル情報を参照して、算出した前記物の重量に基づいて、前記物の重心の位置を特定した後、特定された前記物の重心の位置と前記検出部の出力とに基づいて、前記バケット内の前記物の重量を再び算出する、
請求項４に記載のショベル。

【請求項6】

前記制御装置は、特定された前記物の重心の位置と前記検出部の出力とに基づいた前記物の重量の算出と、算出された前記物の重量に基づいた前記物の重心の位置の特定と、を交互に行う、
請求項５に記載のショベル。

【請求項7】

前記制御装置は、前記バケットの持ち上げを開始した際に、予め設定されていた前記物の重心の位置と前記検出部の出力とに基づいて、前記バケット内の前記物の重量を算出する、
請求項６に記載のショベル。

【請求項8】

前記制御装置は、前記バケットの持ち上げている間、所定の条件を満たした場合に、前記物の重量の算出と、前記物の重心の位置の特定と、を終了する、
請求項６に記載のショベル。

【請求項9】

前記制御装置は、前記バケットの形状の入力として、操作装置からの入力、外部の装置からの受信、又は撮像装置からの入力である、
請求項４に記載のショベル。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ショベルの制御装置、及びショベルに関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、ショベルがダンプトラックの荷台等に、土砂などの物を積み込むために、ショベルが搬送している物の重量を計測する技術が知られている（例えば特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００２―４３３７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

例えば、特許文献１に記載された技術では、ブームシリンダの推力に基づいて、ショベルが積載されている物の重量を検出している。ブームシリンダの推力で積載されている物の重量を検出するためには、積載された物の重心の位置が必要となる。積載された物の重心の位置は、当該物が積載されているバケットの形状に応じて異なる。

【0005】

本発明の一態様は、バケットの形状を考慮することで、搬送する物の重量の検出精度を向上させる技術を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の一態様に係るショベルの制御装置は、ショベルに取り付けられたアタッチメントの先端に設けられるバケットの形状を入力可能であると共に、入力されたバケットの形状と、バケット内の物の重量に応じて検出結果が変化する検出部の出力と、に基づいて、バケット内の物の重量を算出するように構成されている。

【発明の効果】

【0007】

本発明の一態様によれば、バケット内の物の重量の検出の精度を向上させる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、実施形態に係るショベルの側面図である。

【図2】図２は、実施形態に係るショベルの構成の一例を概略的に示す図である。

【図3】図３は、実施形態に係るショベルの油圧システムの構成の一例を概略的に示す図である。

【図4】図４は、実施形態に係るショベルの油圧システムの一部を抜き出した図である。

【図5】図５は、実施形態に係るショベルのうちの土砂重量検出機能に関する構成部分の一例を概略的に示す図である。

【図6】図６は、実施形態に係るショベルの表示装置に表示されるメイン画面の構成例を示した図である。

【図7】図７は、実施形態に係るショベルのバケットに積載される土砂重量の算出に関するパラメータを説明する模式図である。

【図8】図８は、実施形態に係るショベルのバケットに積載される土砂重量の算出に関するパラメータを説明する模式図である。

【図9】図９は、実施形態に係る重心位置保持テーブルが保持する対応関係を概念として例示した図である。

【図10】図１０は、実施形態に係るコントローラにおけるバケットに積載されている積載物の重量を確定するまでの処理手順を示したフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。また、以下で説明する実施形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施形態に記述される全ての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。なお、各図面において同一の又は対応する構成には同一の又は対応する符号を付し、説明を省略することがある。

【0010】

［ショベルの概要］
最初に、図１を参照して、本実施形態に係るショベル１００の概要について説明する。図１は、本実施形態に係る掘削機としてのショベル１００の側面図である。

【0011】

なお、図１では、ショベル１００は、施工対象の上り傾斜面ＥＳに面する水平面に位置すると共に、後述する目標施工面の一例である上り法面ＢＳ（つまり、上り傾斜面ＥＳに対する施工後の法面形状）が併せて記載されている。なお、施工対象の上り傾斜面ＥＳには、目標施工面である上り法面ＢＳの法線方向を示す円筒体（図示せず）が設けられている。

【0012】

本実施形態に係るショベル１００は、下部走行体１と、旋回機構２を介して旋回自在に下部走行体１に搭載される上部旋回体３と、アタッチメント（作業機）を構成するブーム４、アーム５、及び、バケット６と、キャビン１０を備える。

【0013】

下部走行体１は、左右一対のクローラが走行油圧モータ１Ｌ，１Ｒ（後述する図２参照）でそれぞれ油圧駆動されることにより、ショベル１００を走行させる。つまり、一対の走行油圧モータ１Ｌ，１Ｒ（走行モータの一例）は、被駆動部としての下部走行体１（クローラ）を駆動する。

【0014】

上部旋回体３は、旋回油圧モータ２Ａ（後述する図２参照）で駆動されることにより、下部走行体１に対して旋回する。つまり、旋回油圧モータ２Ａは、被駆動部としての上部旋回体３を駆動する旋回駆動部であり、上部旋回体３の向きを変化させることができる。

【0015】

なお、上部旋回体３は、旋回油圧モータ２Ａの代わりに、電動機（以下、「旋回用電動機」）により電気駆動されてもよい。つまり、旋回用電動機は、旋回油圧モータ２Ａと同様、非駆動部としての上部旋回体３を駆動する旋回駆動部であり、上部旋回体３の向きを変化させることができる。

【0016】

ブーム４は、上部旋回体３の前部中央に俯仰可能に枢着され、ブーム４の先端には、アーム５が上下回動可能に枢着され、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が上下回動可能に枢着される。ブーム４、アーム５、及びバケット６は、それぞれ、アクチュエータの一例である油圧アクチュエータとしてのブームシリンダ７、アームシリンダ８、及びバケットシリンダ９によりそれぞれ油圧駆動される。

【0017】

なお、バケット６は、エンドアタッチメントの一例であり、アーム５の先端には、作業内容等に応じて、バケット６の代わりに、他のエンドアタッチメント、例えば、法面用バケット、浚渫用バケット、ブレーカ等が取り付けられてもよい。

【0018】

キャビン１０は、オペレータが搭乗する運転室であり、上部旋回体３の前部左側に搭載される。

【0019】

［ショベルの構成］
次に、図１に加えて、図２を参照して、本実施形態に係るショベル１００の具体的な構成について説明する。

【0020】

図２は、本実施形態に係るショベル１００の構成の一例を概略的に示す図である。
なお、図２において、機械的動力系、作動油ライン、パイロットライン、及び電気制御系は、それぞれ、二重線、実線、破線、及び点線で示されている。

【0021】

本実施形態に係るショベル１００の駆動系は、エンジン１１と、レギュレータ１３と、メインポンプ１４と、コントロールバルブ１７を含む。また、本実施形態に係るショベル１００の油圧駆動系は、上述の如く、下部走行体１、上部旋回体３、ブーム４、アーム５、及びバケット６のそれぞれを油圧駆動する走行油圧モータ１Ｌ，１Ｒ、旋回油圧モータ２Ａ、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等の油圧アクチュエータを含む。

【0022】

エンジン１１は、油圧駆動系におけるメイン動力源であり、例えば、上部旋回体３の後部に搭載される。具体的には、エンジン１１は、後述するコントローラ３０による直接、又は間接的な制御下で、予め設定される目標回転数で一定回転し、メインポンプ１４及びパイロットポンプ１５を駆動する。エンジン１１は、例えば、軽油を燃料とするディーゼルエンジンである。

【0023】

レギュレータ１３は、メインポンプ１４の吐出量を制御する。例えば、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の斜板の角度（傾転角）を調節する。レギュレータ１３は、例えば、後述の如く、レギュレータ１３Ｌ，１３Ｒを含む。

【0024】

メインポンプ１４は、例えば、エンジン１１と同様、上部旋回体３の後部に搭載され、高圧油圧ラインを通じてコントロールバルブ１７に作動油を供給する。メインポンプ１４は、上述の如く、エンジン１１により駆動される。メインポンプ１４は、例えば、可変容量式油圧ポンプであり、上述の如く、コントローラ３０による制御下で、レギュレータ１３により斜板の傾転角が調節されることでピストンのストローク長が調整され、吐出流量（吐出圧）が制御される。メインポンプ１４は、例えば、後述の如く、メインポンプ１４Ｌ，１４Ｒを含む。

【0025】

コントロールバルブ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、走行油圧モータ１Ｌ、１Ｒ、及び旋回油圧モータ２Ａを含む。走行油圧モータ１Ｌ、１Ｒは、左走行油圧モータ１Ｌ及び右走行油圧モータ１Ｒを含む。より具体的には、制御弁１７１は、走行油圧モータ１Ｌに対応し、制御弁１７２は、走行油圧モータ１Ｒに対応し、制御弁１７３は、旋回油圧モータ２Ａに対応する。また、制御弁１７４は、バケットシリンダ９に対応し、制御弁１７５は、ブームシリンダ７に対応し、制御弁１７６は、アームシリンダ８に対応する。また、制御弁１７５は、例えば、後述の如く、制御弁１７５Ｌ、１７５Ｒを含み、制御弁１７６は、例えば、後述の如く、制御弁１７６Ｌ、１７６Ｒを含む。制御弁１７１～１７６の詳細は、後述する。

【0026】

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１７に供給する機能に加え、パイロットラインを介して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。

【0027】

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。

【0028】

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。

【0029】

操作センサ２９は、操作装置２６を用いた操作者の操作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の操作方向及び操作量を検出し、検出した値をコントローラ３０に対して出力する。本実施形態では、コントローラ３０は、操作センサ２９の出力に応じて比例弁３１の開口面積を制御する。そして、コントローラ３０は、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１７内の対応する制御弁のパイロットポートに供給する。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、原則として、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。このように、操作装置２６は、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。

【0030】

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とコントロールバルブ１７内の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、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を介し、コントロールバルブ１７内の制御弁のパイロットポートに供給できる。比例弁３１は、例えば、後述の如く、比例弁３１ＡＬ，３１ＡＲ，３１ＢＬ，３１ＢＲ，３１ＣＬ，３１ＣＲを含む。

【0031】

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。

【0032】

本実施形態に係るショベル１００の制御系は、コントローラ３０と、表示装置４０と、入力装置４２と、音声出力装置４３と、記憶装置４７と、ブーム角度センサＳ１と、アーム角度センサＳ２と、バケット角度センサＳ３と、機体傾斜センサＳ４と、旋回状態センサＳ５と、撮像装置Ｓ６と、測位装置ＰＳと、通信装置Ｔ１を含む。

【0033】

コントローラ３０（制御装置の一例）は、例えば、キャビン１０内に設けられ、ショベル１００の駆動制御を行う。コントローラ３０は、その機能が任意のハードウェア、ソフトウェア、或いは、その組み合わせにより実現されてよい。例えば、コントローラ３０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＲＯＭ（Read Only Memory）と、ＲＡＭ（Random Access Memory）と、不揮発性の補助記憶装置と、各種入出力インターフェース等を含むマイクロコンピュータを中心に構成される。コントローラ３０は、例えば、ＲＯＭや不揮発性の補助記憶装置に格納される各種プログラムをＣＰＵ上で実行することにより各種機能を実現する。

【0034】

例えば、コントローラ３０は、オペレータ等の所定操作により予め設定される作業モード等に基づき、目標回転数を設定し、エンジン１１を一定回転させる駆動制御を行う。

【0035】

また、例えば、コントローラ３０は、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。

【0036】

また、例えば、コントローラ３０は、例えば、オペレータによる操作装置２６を通じたショベル１００の手動操作をガイド（案内）するマシンガイダンス機能に関する制御を行う。また、コントローラ３０は、例えば、オペレータによる操作装置２６を通じたショベル１００の手動操作を自動的に支援するマシンコントロール機能に関する制御を行う。つまり、コントローラ３０は、マシンガイダンス機能及びマシンコントロール機能に関する機能部として、マシンガイダンス部５０を含む。また、コントローラ３０は、後述するバケット形状設定部、及び土砂重量処理部６０を含む。

【0037】

なお、コントローラ３０の機能の一部は、他のコントローラ（制御装置）により実現されてもよい。即ち、コントローラ３０の機能は、複数のコントローラにより分散される態様で実現されてもよい。例えば、マシンガイダンス機能及びマシンコントロール機能は、専用のコントローラ（制御装置）により実現されてもよい。

【0038】

表示装置４０は、キャビン１０内の着座したオペレータから視認し易い場所に設けられ、コントローラ３０による制御下で、各種情報画像を表示する。表示装置４０は、ＣＡＮ（Controller Area Network）等の車載通信ネットワークを介してコントローラ３０に接続されていてもよいし、一対一の専用線を介してコントローラ３０に接続されていてもよい。

【0039】

入力装置４２は、キャビン１０内の着座したオペレータから手が届く範囲に設けられ、オペレータによる各種操作入力を受け付け、操作入力に応じた信号をコントローラ３０に出力する。入力装置４２は、各種情報画像を表示する表示装置のディスプレイに実装されるタッチパネル、レバー装置２６Ｒ、２６Ｌ、２６ＤＲ、２６ＤＬのレバー部の先端に設けられるノブスイッチ、表示装置４０の周囲に設置されるボタンスイッチ、レバー、トグル、回転ダイヤル等を含む。入力装置４２に対する操作内容に対応する信号は、コントローラ３０に取り込まれる。

【0040】

音声出力装置４３は、例えば、キャビン１０内に設けられ、コントローラ３０と接続され、コントローラ３０による制御下で、音声を出力する。音声出力装置４３は、例えば、スピーカやブザー等である。音声出力装置４３は、コントローラ３０からの音声出力指令に応じて各種情報を音声出力する。

【0041】

記憶装置４７は、例えば、キャビン１０内に設けられ、コントローラ３０による制御下で、各種情報を記憶する。記憶装置４７は、例えば、半導体メモリ等の不揮発性記憶媒体である。記憶装置４７は、ショベル１００の動作中に各種機器が出力する情報を記憶してもよく、ショベル１００の動作が開始される前に各種機器を介して取得する情報を記憶してもよい。記憶装置４７は、例えば、通信装置Ｔ１等を介して取得される、或いは、入力装置４２等を通じて設定される目標施工面に関するデータを記憶していてもよい。当該目標施工面は、ショベル１００のオペレータにより設定（保存）されてもよいし、施工管理者等により設定されてもよい。

【0042】

ブーム角度センサＳ１は、ブーム４に取り付けられ、ブーム４の上部旋回体３に対する俯仰角度（以下、「ブーム角度」）、例えば、側面視において、上部旋回体３の旋回平面に対してブーム４の両端の支点を結ぶ直線が成す角度を検出する。ブーム角度センサＳ１は、例えば、ロータリエンコーダ、加速度センサ、６軸センサ、ＩＭＵ（Inertial Measurement Unit：慣性計測装置）等を含んでよい。また、ブーム角度センサＳ１は、可変抵抗器を利用したポテンショメータ、ブーム角度に対応する油圧シリンダ（ブームシリンダ７）のストローク量を検出するシリンダセンサ等を含んでもよい。以下、アーム角度センサＳ２、バケット角度センサＳ３についても同様である。ブーム角度センサＳ１によるブーム角度に対応する検出信号は、コントローラ３０に取り込まれる。

【0043】

アーム角度センサＳ２は、アーム５に取り付けられ、アーム５のブーム４に対する回動角度（以下、「アーム角度」）、例えば、側面視において、ブーム４の両端の支点を結ぶ直線に対してアーム５の両端の支点を結ぶ直線が成す角度を検出する。アーム角度センサＳ２によるアーム角度に対応する検出信号は、コントローラ３０に取り込まれる。

【0044】

バケット角度センサＳ３は、バケット６に取り付けられ、バケット６のアーム５に対する回動角度（以下、「バケット角度」）、例えば、側面視において、アーム５の両端の支点を結ぶ直線に対してバケット６の支点と先端（刃先）とを結ぶ直線が成す角度を検出する。バケット角度センサＳ３によるバケット角度に対応する検出信号は、コントローラ３０に取り込まれる。

【0045】

機体傾斜センサＳ４は、水平面に対する機体（上部旋回体３或いは下部走行体１）の傾斜状態を検出する。機体傾斜センサＳ４は、例えば、上部旋回体３に取り付けられ、ショベル１００（即ち、上部旋回体３）の前後方向及び左右方向の２軸回りの傾斜角度（以下、「前後傾斜角」及び「左右傾斜角」）を検出する。機体傾斜センサＳ４は、例えば、ロータリエンコーダ、加速度センサ、６軸センサ、ＩＭＵ等を含んでよい。機体傾斜センサＳ４による傾斜角度（前後傾斜角及び左右傾斜角）に対応する検出信号は、コントローラ３０に取り込まれる。

【0046】

旋回状態センサＳ５は、上部旋回体３の旋回状態に関する検出情報を出力する。旋回状態センサＳ５は、例えば、上部旋回体３の旋回角速度及び旋回角度を検出する。旋回状態センサＳ５は、例えば、ジャイロセンサ、レゾルバ、ロータリエンコーダ等を含んでよい。旋回状態センサＳ５による上部旋回体３の旋回角度や旋回角速度に対応する検出信号は、コントローラ３０に取り込まれる。

【0047】

空間認識装置としての撮像装置Ｓ６は、ショベル１００の周辺を撮像する。撮像装置Ｓ６は、ショベル１００の前方を撮像するカメラＳ６Ｆ、ショベル１００の左方を撮像するカメラＳ６Ｌ、ショベル１００の右方を撮像するカメラＳ６Ｒ、及び、ショベル１００の後方を撮像するカメラＳ６Ｂを含む。撮像装置Ｓ６は、アタッチメントに取り付けられたアタッチメントカメラを含んでいてもよい。

【0048】

カメラＳ６Ｆは、例えば、キャビン１０の天井、即ち、キャビン１０の内部に取り付けられている。また、カメラＳ６Ｆは、キャビン１０の屋根、ブーム４の側面等、キャビン１０の外部に取り付けられていてもよい。カメラＳ６Ｌは、上部旋回体３の上面左端に取り付けられ、カメラＳ６Ｒは、上部旋回体３の上面右端に取り付けられ、カメラＳ６Ｂは、上部旋回体３の上面後端に取り付けられている。

【0049】

撮像装置Ｓ６（カメラＳ６Ｆ，Ｓ６Ｂ，Ｓ６Ｌ，Ｓ６Ｒ）は、それぞれ、例えば、非常に広い画角を有する単眼の広角カメラである。また、撮像装置Ｓ６は、ステレオカメラや距離画像カメラ等であってもよい。撮像装置Ｓ６による撮像画像は、表示装置４０を介してコントローラ３０に取り込まれる。

【0050】

空間認識装置としての撮像装置Ｓ６は、物体検知装置として機能してもよい。この場合、撮像装置Ｓ６は、ショベル１００の周囲に存在する物体を検知してもよい。検知対象の物体には、例えば、人、動物、車両、建設機械、建造物、又は穴等が含まれ得る。また、撮像装置Ｓ６は、撮像装置Ｓ６又はショベル１００から認識された物体までの距離を算出してもよい。物体検知装置としての撮像装置Ｓ６には、例えば、ステレオカメラ又は距離画像センサ等が含まれ得る。そして、空間認識装置は、例えば、ＣＣＤ又はＣＭＯＳ等の撮像素子を有する単眼カメラであり、撮像した画像を表示装置４０に出力する。また、空間認識装置は、空間認識装置又はショベル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。また、撮像装置Ｓ６に加えて、空間認識装置として、例えば、超音波センサ、ミリ波レーダ、ＬＩＤＡＲ、又は赤外線センサ等の他の物体検知装置が設けられてもよい。空間認識装置としてミリ波レーダ、超音波センサ、又はレーザレーダ等を利用する場合には、多数の信号（レーザ光等）を物体に発信し、その反射信号を受信することで、反射信号から物体の距離及び方向を検出してもよい。物体検知装置が設けられる場合、撮像装置Ｓ６は省略されてもよい。

【0051】

そして、アクチュエータが動作する前にショベル１００から所定距離の範囲内で空間認識装置により人が検知された場合には、コントローラ３０は、操作者が操作装置２６を操作してもショベル１００が過度に動かないように、アクチュエータを動作不能状態、若しくは、微速状態にしてもよい。具体的には、ショベル１００から所定距離の範囲内で人が検知された場合、コントローラ３０は、ゲートロック弁をロック状態にすることでアクチュエータを動作不能状態にすることができる。電気式の操作装置２６の場合には、コントローラ３０から操作用制御弁（比例弁３１）へ送信される信号を無効にすることで、コントローラ３０は、アクチュエータを動作不能状態にすることができる。他の方式の操作装置２６を用いる場合（例えば、コントローラ３０からの制御指令に対応するパイロット圧を出力し、コントロールバルブ１７内の対応する制御弁のパイロットポートにそのパイロット圧を作用させる操作用制御弁を用いる場合）も同様である。アクチュエータを微速状態にしたい場合には、コントローラ３０は、コントローラ３０から操作用制御弁へ送信される信号（例えば、電流信号）の出力を小さくすることで、アクチュエータを微速状態にすることができる。このように、所定距離の範囲内で物体が検知されると、操作装置２６が操作されてもアクチュエータは駆動されない、若しくは、所定距離の範囲内で物体が検知されていないときの信号の出力よりも小さい出力でアクチュエータは微速駆動される。更に、操作者が操作装置２６を操作しているときにショベルから所定距離の範囲内で人が検知された場合には、コントローラ３０は、操作者の操作内容にかかわらずアクチュエータを停止させ、若しくは、減速させてもよい。具体的には、ショベル１００から所定距離の範囲内で人が検知された場合、コントローラ３０は、ゲートロック弁をロック状態にすることでアクチュエータを停止させる。コントローラ３０からの制御指令に対応するパイロット圧を出力し、コントロールバルブ１７内の対応する制御弁のパイロットポートにそのパイロット圧を作用させる操作用制御弁を用いる場合には、コントローラ３０は、コントローラ３０から操作用制御弁へ送信される信号を無効にすることで、若しくは減速指令を出力することで、アクチュエータを動作不能状態若しくは減速状態にすることができる。また、検知された物体がダンプトラックの場合には、停止制御は省略されてもよい。この場合、検知されたダンプトラックを回避するようにアクチュエータは制御されてもよい。このように、検知された物体の種類に基づいて、アクチュエータは制御されてもよい。

【0052】

なお、撮像装置Ｓ６は、直接、コントローラ３０と通信可能に接続されてもよい。また、空間認識装置はショベル１００の外部に配置されていてもよい。この場合、コントローラ３０は、通信装置Ｔ１を介して空間認識装置が出力する情報を取得してもよい。具体的には、空間認識装置は、空撮用マルチコプタ、作業現場に設置された鉄塔、又はダンプトラックＤＴ等に取り付けられていてもよい。そして、コントローラ３０は、ショベル１００の周囲の任意の位置から見た画像に基づいてこぼれ落ちる土砂の状態等を判定してもよい。

【0053】

ブームシリンダ７にはブームロッド圧センサＳ７Ｒ及びブームボトム圧センサＳ７Ｂが取り付けられている。アームシリンダ８にはアームロッド圧センサＳ８Ｒ及びアームボトム圧センサＳ８Ｂが取り付けられている。バケットシリンダ９にはバケットロッド圧センサＳ９Ｒ及びバケットボトム圧センサＳ９Ｂが取り付けられている。ブームロッド圧センサＳ７Ｒ、ブームボトム圧センサＳ７Ｂ、アームロッド圧センサＳ８Ｒ、アームボトム圧センサＳ８Ｂ、バケットロッド圧センサＳ９Ｒ及びバケットボトム圧センサＳ９Ｂは、集合的に「シリンダ圧センサ」とも称される。

【0054】

ブームロッド圧センサＳ７Ｒはブームシリンダ７のロッド側油室の圧力（以下、「ブームロッド圧」とする。）を検出し、ブームボトム圧センサＳ７Ｂはブームシリンダ７のボトム側油室の圧力（以下、「ブームボトム圧」とする。）を検出する。アームロッド圧センサＳ８Ｒはアームシリンダ８のロッド側油室の圧力（以下、「アームロッド圧」とする。）を検出し、アームボトム圧センサＳ８Ｂはアームシリンダ８のボトム側油室の圧力（以下、「アームボトム圧」とする。）を検出する。バケットロッド圧センサＳ９Ｒはバケットシリンダ９のロッド側油室の圧力（以下、「バケットロッド圧」とする。）を検出し、バケットボトム圧センサＳ９Ｂはバケットシリンダ９のボトム側油室の圧力（以下、「バケットボトム圧」とする。）を検出する。

【0055】

測位装置ＰＳは、上部旋回体３の位置及び向きを測定する。測位装置ＰＳは、例えば、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）コンパスであり、上部旋回体３の位置及び向きを検出し、上部旋回体３の位置及び向きに対応する検出信号は、コントローラ３０に取り込まれる。また、測位装置ＰＳの機能のうちの上部旋回体３の向きを検出する機能は、上部旋回体３に取り付けられた方位センサにより代替されてもよい。

【0056】

通信装置Ｔ１は、基地局を末端とする移動体通信網、衛星通信網、インターネット網等を含む所定のネットワークを通じて外部機器と通信を行う。通信装置Ｔ１は、例えば、ＬＴＥ（Long Term Evolution）、４Ｇ（4th Generation）、５Ｇ（5th Generation）等の移動体通信規格に対応する移動体通信モジュールや、衛星通信網に接続するための衛星通信モジュール等である。

【0057】

マシンガイダンス部５０は、例えば、マシンガイダンス機能に関するショベル１００の制御を実行する。マシンガイダンス部５０は、例えば、目標施工面とアタッチメントの先端部、具体的には、エンドアタッチメントの作業部位との距離等の作業情報を、表示装置４０や音声出力装置４３等を通じて、オペレータに伝える。目標施工面に関するデータは、例えば、上述の如く、記憶装置４７に予め記憶されている。目標施工面に関するデータは、例えば、基準座標系で表現されている。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。オペレータは、施工現場の任意の点を基準点と定め、入力装置４２を通じて、基準点との相対的な位置関係により目標施工面を設定してよい。バケット６の作業部位は、例えば、バケット６の爪先、バケット６の背面等である。また、エンドアタッチメントとして、バケット６の代わりに、例えば、ブレーカが採用される場合、ブレーカの先端部が作業部位に相当する。マシンガイダンス部５０は、表示装置４０、音声出力装置４３等を通じて、作業情報をオペレータに通知し、オペレータによる操作装置２６を通じたショベル１００の操作をガイドする。

【0058】

また、マシンガイダンス部５０は、例えば、マシンコントロール機能に関するショベル１００の制御を実行する。マシンガイダンス部５０は、例えば、オペレータが手動で掘削操作を行っているときに、目標施工面とバケット６の先端位置とが一致するように、ブーム４、アーム５、及び、バケット６の少なくとも一つを自動的に動作させてもよい。

【0059】

マシンガイダンス部５０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、旋回状態センサＳ５、撮像装置Ｓ６、測位装置ＰＳ、通信装置Ｔ１及び入力装置４２等から情報を取得する。そして、マシンガイダンス部５０は、例えば、取得した情報に基づき、バケット６と目標施工面との間の距離を算出し、音声出力装置４３からの音声及び表示装置４０に表示される画像により、バケット６と目標施工面との間の距離の程度をオペレータに通知したり、アタッチメントの先端部（具体的には、バケット６の爪先や背面等の作業部位）が目標施工面に一致するように、アタッチメントの動作を自動的に制御したりする。マシンガイダンス部５０は、当該マシンガイダンス機能及びマシンコントロール機能に関する詳細な機能構成として、位置算出部５１と、距離算出部５２と、情報伝達部５３と、自動制御部５４と、旋回角度算出部５５と、相対角度算出部５６と、を含む。

【0060】

位置算出部５１は、所定の測位対象の位置を算出する。例えば、位置算出部５１は、アタッチメントの先端部、具体的には、バケット６の爪先や背面等の作業部位の基準座標系における座標点を算出する。具体的には、位置算出部５１は、ブーム４、アーム５、及びバケット６のそれぞれの俯仰角度（ブーム角度、アーム角度、及びバケット角度）からバケット６の作業部位の座標点を算出する。

【0061】

距離算出部５２は、２つの測位対象間の距離を算出する。例えば、距離算出部５２は、アタッチメントの先端部、具体的には、バケット６爪先や背面等の作業部位と目標施工面との間の距離を算出する。また、距離算出部５２は、バケット６の作業部位としての背面と目標施工面との間の角度（相対角度）を算出してもよい。

【0062】

情報伝達部５３は、表示装置４０や音声出力装置４３等の所定の通知手段を通じて、各種情報をショベル１００のオペレータに伝達（通知）する。情報伝達部５３は、距離算出部５２により算出された各種距離等の大きさ（程度）をショベル１００のオペレータに通知する。例えば、表示装置４０による視覚情報及び音声出力装置４３による聴覚情報の少なくとも一方を用いて、バケット６の先端部と目標施工面との間の距離（の大きさ）をオペレータに伝える。また、情報伝達部５３は、表示装置４０による視覚情報及び音声出力装置４３による聴覚情報の少なくとも一方を用いて、バケット６の作業部位としての背面と目標施工面との間の相対角度（の大きさ）をオペレータに伝えてもよい。

【0063】

具体的には、情報伝達部５３は、音声出力装置４３による断続音を用いて、バケット６の作業部位と目標施工面との間の距離（例えば、鉛直距離）の大きさをオペレータに伝える。この場合、情報伝達部５３は、鉛直距離が小さくなるほど、断続音の間隔を短くし、鉛直距離が大きくなるほど、断続音の感覚を長くしてよい。また、情報伝達部５３は、連続音を用いてもよく、音の高低、強弱等を変化させながら、鉛直距離の大きさの違いを表すようにしてもよい。また、情報伝達部５３は、バケット６の先端部が目標施工面よりも低い位置になった、つまり、目標施工面を超えてしまった場合、音声出力装置４３を通じて警報を発してもよい。当該警報は、例えば、断続音より顕著に大きい連続音である。

【0064】

また、情報伝達部５３は、アタッチメントの先端部、具体的には、バケット６の作業部位と目標施工面との間の距離の大きさやバケット６の背面と目標施工面との間の相対角度の大きさ等を作業情報として表示装置４０に表示させてもよい。表示装置４０は、コントローラ３０による制御下で、例えば、撮像装置Ｓ６から受信した画像データと共に、情報伝達部５３から受信した作業情報を表示する。情報伝達部５３は、例えば、アナログメータの画像やバーグラフインジケータの画像等を用いて、鉛直距離の大きさをオペレータに伝えるようにしてもよい。

【0065】

自動制御部５４は、アクチュエータを自動的に動作させることでオペレータによる操作装置２６を通じたショベル１００の手動操作を自動的に支援する。具体的には、自動制御部５４は、後述の如く、複数の油圧アクチュエータ（具体的には、旋回油圧モータ２Ａ、ブームシリンダ７、及びバケットシリンダ９）に対応する制御弁（具体的には、制御弁１７３、制御弁１７５Ｌ，１７５Ｒ、及び制御弁１７４）に作用するパイロット圧を個別に且つ自動的に調整することができる。これにより、自動制御部５４は、それぞれの油圧アクチュエータを自動的に動作させることができる。自動制御部５４によるマシンコントロール機能に関する制御は、例えば、入力装置４２に含まれる所定のスイッチが押下された場合に実行されてよい。当該所定のスイッチは、例えば、マシンコントロールスイッチ（以下、「ＭＣ（Machine Control）スイッチ」）であり、ノブスイッチとして操作装置２６（例えば、アーム５の操作に対応するレバー装置）のオペレータによる把持部の先端に配置されていてもよい。以下、ＭＣスイッチが押下されている場合に、マシンコントロール機能が有効である前提で説明を進める。

【0066】

例えば、自動制御部５４は、ＭＣスイッチ等が押下されている場合、掘削作業や整形作業を支援するために、アームシリンダ８の動作に合わせて、ブームシリンダ７及びバケットシリンダ９の少なくとも一方を自動的に伸縮させる。具体的には、自動制御部５４は、オペレータが手動でアーム５の閉じ操作（以下、「アーム閉じ操作」）を行っている場合に、目標施工面とバケット６の爪先や背面等の作業部位の位置とが一致するようにブームシリンダ７及びバケットシリンダ９の少なくとも一方を自動的に伸縮させる。この場合、オペレータは、例えば、アーム５の操作に対応するレバー装置をアーム閉じ操作するだけで、バケット６の爪先等を目標施工面に一致させながら、アーム５を閉じることができる。

【0067】

また、自動制御部５４は、ＭＣスイッチ等が押下されている場合、上部旋回体３を目標施工面に正対させるために旋回油圧モータ２Ａ（アクチュエータの一例）を自動的に回転させてもよい。以下、コントローラ３０（自動制御部５４）による上部旋回体３を目標施工面に正対させる制御を「正対制御」と称する。これにより、オペレータ等は、所定のスイッチを押下するだけで、或いは、当該スイッチが押下された状態で、旋回操作に対応する後述のレバー装置２６Ｃを操作するだけで、上部旋回体３を目標施工面に正対させることができる。また、オペレータは、ＭＣスイッチを押下するだけで、上部旋回体３を目標施工面に正対させ且つ上述の目標施工面の掘削作業等に関するマシンコントロール機能を開始させることができる。

【0068】

例えば、ショベル１００の上部旋回体３が目標施工面に正対している状態は、アタッチメントの動作に従い、アタッチメントの先端部（例えば、バケット６の作業部位としての爪先や背面等）を目標施工面（上り法面ＢＳ）の傾斜方向に沿って移動させることが可能な状態である。具体的には、ショベル１００の上部旋回体３が目標施工面に正対している状態は、ショベル１００の旋回平面に鉛直なアタッチメントの稼動面（アタッチメント稼動面）が、円筒体に対応する目標施工面の法線を含む状態（換言すれば、当該法線に沿う状態）である。

【0069】

ショベル１００のアタッチメント稼動面が円筒体に対応する目標施工面の法線を含む状態にない場合、アタッチメントの先端部は、目標施工面を傾斜方向に移動させることができない。そのため、結果として、ショベル１００は、目標施工面を適切に施工できない。これに対して、自動制御部５４は、自動的に旋回油圧モータ２Ａを回転させることで、上部旋回体３を正対させることができる。これにより、ショベル１００は、目標施工面を適切に施工することができる。

【0070】

自動制御部５４は、正対制御において、例えば、バケット６の爪先の左端の座標点と目標施工面との間の左端鉛直距離（以下、単に「左端鉛直距離」）と、バケット６の爪先の右端の座標点と目標施工面との間の右端鉛直距離（以下、単に「右端鉛直距離」）とが等しくなった場合に、ショベルが目標施工面に正対していると判断する。また、自動制御部５４は、左端鉛直距離と右端鉛直距離とが等しくなった場合（即ち、左端鉛直距離と右端鉛直距離との差がゼロになった場合）ではなく、その差が所定値以下になった場合に、ショベル１００が目標施工面に正対していると判断してもよい。

【0071】

また、自動制御部５４は、正対制御において、例えば、左端鉛直距離と右端鉛直距離との差に基づき、旋回油圧モータ２Ａを動作させてもよい。具体的には、ＭＣスイッチ等の所定のスイッチが押下された状態で旋回操作に対応するレバー装置２６Ｃが操作されると、上部旋回体３を目標施工面に正対させる方向にレバー装置２６Ｃが操作されたか否かを判断する。例えば、バケット６の爪先と目標施工面（上り法面ＢＳ）との間の鉛直距離が大きくなる方向にレバー装置２６Ｃが操作された場合、自動制御部５４は、正対制御を実行しない。一方で、バケット６の爪先と目標施工面（上り法面ＢＳ）との間の鉛直距離が小さくなる方向に旋回操作レバーが操作された場合、自動制御部５４は、正対制御を実行する。その結果、自動制御部５４は、左端鉛直距離と右端鉛直距離との差が小さくなるように旋回油圧モータ２Ａを動作させることができる。その後、自動制御部５４は、その差が所定値以下或いはゼロになると、旋回油圧モータ２Ａを停止させる。また、自動制御部５４は、その差が所定値以下或いはゼロとなる旋回角度を目標角度として設定し、その目標角度と現在の旋回角度（具体的には、旋回状態センサＳ５の検出信号に基づく検出値）との角度差がゼロになるように、旋回油圧モータ２Ａの動作制御を行ってもよい。この場合、旋回角度は、例えば、基準方向に対する上部旋回体３の前後軸の角度である。

【0072】

なお、上述の如く、旋回油圧モータ２Ａの代わりに、旋回用電動機がショベル１００に搭載される場合、自動制御部５４は、旋回用電動機（アクチュエータの一例）を制御対象として、正対制御を行う。

【0073】

旋回角度算出部５５は、上部旋回体３の旋回角度を算出する。これにより、コントローラ３０は、上部旋回体３の現在の向きを特定することができる。旋回角度算出部５５は、例えば、測位装置ＰＳに含まれるＧＮＳＳコンパスの出力信号に基づき、基準方向に対する上部旋回体３の前後軸の角度を旋回角度として算出する。また、旋回角度算出部５５は、旋回状態センサＳ５の検出信号に基づき、旋回角度を算出してもよい。また、施工現場に基準点が設定されている場合、旋回角度算出部５５は、旋回軸から基準点を見た方向を基準方向としてもよい。

【0074】

旋回角度は、基準方向に対するアタッチメント稼動面が延びる方向を示す。アタッチメント稼動面は、例えば、アタッチメントを縦断する仮想平面であり、旋回平面に垂直となるように配置される。旋回平面は、例えば、旋回軸に垂直な旋回フレームの底面を含む仮想平面である。コントローラ３０（マシンガイダンス部５０）は、例えば、アタッチメント稼動面が目標施工面の法線を含んでいると判断した場合に、上部旋回体３が目標施工面に正対していると判断する。

【0075】

相対角度算出部５６は、上部旋回体３を目標施工面に正対させるために必要な旋回角度（相対角度）を算出する。相対角度は、例えば、上部旋回体３を目標施工面に正対させたときの上部旋回体３の前後軸の方向と、上部旋回体３の前後軸の現在の方向との間に形成される相対的な角度である。相対角度算出部５６は、例えば、記憶装置４７に記憶されている目標施工面に関するデータと、旋回角度算出部５５により算出された旋回角度とに基づき、相対角度を算出する。

【0076】

自動制御部５４は、ＭＣスイッチ等の所定のスイッチが押下された状態で旋回操作に対応するレバー装置２６Ｃが操作されると、上部旋回体３を目標施工面に正対させる方向に旋回操作されたか否かを判断する。自動制御部５４は、上部旋回体３を目標施工面に正対させる方向に旋回操作されたと判断した場合、相対角度算出部５６により算出された相対角度を目標角度として設定する。そして、自動制御部５４は、レバー装置２６Ｃが操作された後の旋回角度の変化が目標角度に達した場合、上部旋回体３が目標施工面に正対したと判断し、旋回油圧モータ２Ａの動きを停止させてよい。これにより、自動制御部５４は、図２に示す構成を前提として、上部旋回体３を目標施工面に正対させることができる。上記正対制御の実施例では目標施工面に対する正対制御の事例を示したが、これに限られることはない。例えば、仮置きの土砂をダンプトラックに積み込む際の掬い取り動作においても、目標体積に相当する目標軌道（目標掘削軌道）を生成し、目標掘削軌道に対してアタッチメントが向かい合うように旋回動作の正対制御をおこなってもよい。この場合、掬い取り動作の都度、目標掘削軌道は変更される。このため、ダンプトラックへの排土後は、新たに変更された目標掘削軌道に対して正対制御される。

【0077】

［ショベルの油圧システム］
次に、図３を参照して、本実施形態に係るショベル１００の油圧システムについて説明する。

【0078】

図３は、本実施形態に係るショベル１００の油圧システムの構成の一例を概略的に示す図である。なお、図３において、機械的動力系、作動油ライン、パイロットライン、及び電気制御系は、図２等の場合と同様、それぞれ、二重線、実線、破線、及び点線で示されている。

【0079】

当該油圧回路により実現される油圧システムは、エンジン１１により駆動されるメインポンプ１４Ｌ，１４Ｒのそれぞれから、センタバイパス油路Ｃ１Ｌ，Ｃ１Ｒ、パラレル油路Ｃ２Ｌ，Ｃ２Ｒを経て作動油タンクまで作動油を循環させる。

【0080】

センタバイパス油路Ｃ１Ｌは、メインポンプ１４Ｌを起点として、コントロールバルブ１７内に配置される制御弁１７１，１７３，１７５Ｌ，１７６Ｌを順に通過し、作動油タンクに至る。

【0081】

センタバイパス油路Ｃ１Ｒは、メインポンプ１４Ｒを起点として、コントロールバルブ１７内に配置される制御弁１７２，１７４，１７５Ｒ，１７６Ｒを順に通過し、作動油タンクに至る。

【0082】

制御弁１７１は、メインポンプ１４Ｌから吐出される作動油を走行油圧モータ１Ｌへ供給し、且つ、走行油圧モータ１Ｌが吐出する作動油を作動油タンクに排出させるスプール弁である。

【0083】

制御弁１７２は、メインポンプ１４Ｒから吐出される作動油を走行油圧モータ１Ｒへ供給し、且つ、走行油圧モータ１Ｒが吐出する作動油を作動油タンクへ排出させるスプール弁である。

【0084】

制御弁１７３は、メインポンプ１４Ｌから吐出され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させるスプール弁である。

【0085】

制御弁１７４は、メインポンプ１４Ｒから吐出され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させるスプール弁である。

【0086】

制御弁１７５Ｌ，１７５Ｒは、それぞれ、メインポンプ１４Ｌ，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させるスプール弁である。

【0087】

制御弁１７６Ｌ，１７６Ｒは、メインポンプ１４Ｌ，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させる。

【0088】

制御弁１７１，１７２，１７３，１７４，１７５Ｌ，１７５Ｒ，１７６Ｌ，１７６Ｒは、それぞれ、パイロットポートに作用するパイロット圧に応じて、油圧アクチュエータに給排される作動油の流量を調整したり、流れる方向を切り換えたりする。

【0089】

パラレル油路Ｃ２Ｌは、センタバイパス油路Ｃ１Ｌと並列的に、制御弁１７１，１７３，１７５Ｌ，１７６Ｌにメインポンプ１４Ｌの作動油を供給する。具体的には、パラレル油路Ｃ２Ｌは、制御弁１７１の上流側でセンタバイパス油路Ｃ１Ｌから分岐し、制御弁１７１，１７３，１７５Ｌ，１７６Ｒのそれぞれに並列してメインポンプ１４Ｌの作動油を供給可能に構成される。これにより、パラレル油路Ｃ２Ｌは、制御弁１７１，１７３，１７５Ｌの何れかによってセンタバイパス油路Ｃ１Ｌ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。

【0090】

パラレル油路Ｃ２Ｒは、センタバイパス油路Ｃ１Ｒと並列的に、制御弁１７２，１７４，１７５Ｒ，１７６Ｒにメインポンプ１４Ｒの作動油を供給する。具体的には、パラレル油路Ｃ２Ｒは、制御弁１７２の上流側でセンタバイパス油路Ｃ１Ｒから分岐し、制御弁１７２，１７４，１７５Ｒ，１７６Ｒのそれぞれに並列してメインポンプ１４Ｒの作動油を供給可能に構成される。パラレル油路Ｃ２Ｒは、制御弁１７２，１７４，１７５Ｒの何れかによってセンタバイパス油路Ｃ１Ｒ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。

【0091】

レギュレータ１３Ｌ，１３Ｒは、それぞれ、コントローラ３０による制御下で、メインポンプ１４Ｌ，１４Ｒの斜板の傾転角を調節することによって、メインポンプ１４Ｌ，１４Ｒの吐出量を調節する。

【0092】

吐出圧センサ２８Ｌは、メインポンプ１４Ｌの吐出圧を検出し、検出された吐出圧に対応する検出信号は、コントローラ３０に取り込まれる。吐出圧センサ２８Ｒについても同様である。これにより、コントローラ３０は、メインポンプ１４Ｌ，１４Ｒの吐出圧に応じて、レギュレータ１３Ｌ，１３Ｒを制御することができる。

【0093】

センタバイパス油路Ｃ１Ｌ，Ｃ１Ｒには、最も下流にある制御弁１７６Ｌ，１７６Ｒのそれぞれと作動油タンクとの間には、ネガティブコントロール絞り（以下、「ネガコン絞り」）１８Ｌ，１８Ｒが設けられる。これにより、メインポンプ１４Ｌ，１４Ｒにより吐出された作動油の流れは、ネガコン絞り１８Ｌ，１８Ｒで制限される。そして、ネガコン絞り１８Ｌ，１８Ｒは、レギュレータ１３Ｌ，１３Ｒを制御するための制御圧（以下、「ネガコン圧」）を発生させる。

【0094】

ネガコン圧センサ１９Ｌ，１９Ｒは、ネガコン圧を検出し、検出されたネガコン圧に対応する検出信号は、コントローラ３０に取り込まれる。

【0095】

コントローラ３０は、吐出圧センサ２８Ｌ，２８Ｒにより検出されるメインポンプ１４Ｌ，１４Ｒの吐出圧に応じて、レギュレータ１３Ｌ，１３Ｒを制御し、メインポンプ１４Ｌ，１４Ｒの吐出量を調節してよい。例えば、コントローラ３０は、メインポンプ１４Ｌの吐出圧の増大に応じて、レギュレータ１３Ｌを制御し、メインポンプ１４Ｌの斜板傾転角を調節することにより、吐出量を減少させてよい。レギュレータ１３Ｒについても同様である。これにより、コントローラ３０は、吐出圧と吐出量との積で表されるメインポンプ１４Ｌ，１４Ｒの吸収馬力がエンジン１１の出力馬力を超えないように、メインポンプ１４Ｌ，１４Ｒの全馬力制御を行うことができる。

【0096】

また、コントローラ３０は、ネガコン圧センサ１９Ｌ，１９Ｒにより検出されるネガコン圧に応じて、レギュレータ１３Ｌ，１３Ｒを制御することにより、メインポンプ１４Ｌ，１４Ｒの吐出量を調節してよい。例えば、コントローラ３０は、ネガコン圧が大きいほどメインポンプ１４Ｌ，１４Ｒの吐出量を減少させ、ネガコン圧が小さいほどメインポンプ１４Ｌ，１４Ｒの吐出量を増大させる。

【0097】

具体的には、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（図３に示す状態）の場合、メインポンプ１４Ｌ，１４Ｒから吐出される作動油は、センタバイパス油路Ｃ１Ｌ，Ｃ１Ｒを通ってネガコン絞り１８Ｌ，１８Ｒに至る。そして、メインポンプ１４Ｌ，１４Ｒから吐出される作動油の流れは、ネガコン絞り１８Ｌ，１８Ｒの上流で発生するネガコン圧を増大させる。その結果、コントローラ３０は、メインポンプ１４Ｌ，１４Ｒの吐出量を許容最小吐出量まで減少させ、吐出した作動油がセンタバイパス油路Ｃ１Ｌ，Ｃ１Ｒを通過する際の圧力損失（ポンピングロス）を抑制する。

【0098】

一方、何れかの油圧アクチュエータが操作装置２６を通じて操作された場合、メインポンプ１４Ｌ，１４Ｒから吐出される作動油は、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、メインポンプ１４Ｌ，１４Ｒから吐出される作動油の流れは、ネガコン絞り１８Ｌ，１８Ｒに至る量を減少或いは消失させ、ネガコン絞り１８Ｌ，１８Ｒの上流で発生するネガコン圧を低下させる。その結果、コントローラ３０は、メインポンプ１４Ｌ，１４Ｒ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を確実に駆動させることができる。

【0099】

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。

【0100】

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が、前後方向に操作された場合、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、左操作レバー２６Ｌが、左右方向に操作された場合、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。

【0101】

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。

【0102】

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た場合、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た場合、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。

【0103】

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。

【0104】

以下では、左右方向に操作される左操作レバー２６Ｌは、「旋回操作レバー」と称され、前後方向に操作される左操作レバー２６Ｌは、「アーム操作レバー」と称される場合がある。また、左右方向に操作される右操作レバー２６Ｒは、「バケット操作レバー」と称され、前後方向に操作される右操作レバー２６Ｒは、「ブーム操作レバー」と称される場合がある。

【0105】

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。

【0106】

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でき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の操作方向及び操作量を検出し、検出した値をコントローラ３０に対して出力する。

【0107】

操作センサ２９は、操作センサ２９ＬＡ、２９ＬＢ、２９ＲＡ、２９ＲＢ、２９ＤＬ、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。

【0108】

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検出し、検出した値をコントローラ３０に対して出力する。

【0109】

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はネガコン圧センサ１９Ｌ、１９Ｒを含む。

【0110】

［ショベルのマシンコントロール機能に関する構成の詳細］
次に、図３に加えて、図４を参照して、ショベル１００のマシンコントロール機能に関する構成の詳細について説明する。

【0111】

図４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４（Ａ）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４（Ｂ）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４（Ｃ）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４（Ｄ）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。

【0112】

図４に示すように、油圧システムは、比例弁３１を含む。比例弁３１は、比例弁３１ＡＬ～３１ＤＬ及び３１ＡＲ～３１ＤＲを含む。

【0113】

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とコントロールバルブ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、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を介し、コントロールバルブ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、比例弁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。

【0114】

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。

【0115】

例えば、図４（Ａ）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。

【0116】

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。

【0117】

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。

【0118】

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、比例弁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。

【0119】

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が吐出する作動油を、比例弁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が吐出する作動油を、比例弁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。

【0120】

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が吐出する作動油を、比例弁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が吐出する作動油を、比例弁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。

【0121】

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。

【0122】

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。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。

【0123】

また、以下の図４（Ｂ）～図４（Ｄ）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。

【0124】

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。

【0125】

また、図４（Ｂ）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。

【0126】

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。

【0127】

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作動油によるパイロット圧を調整する。比例弁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、比例弁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。

【0128】

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が吐出する作動油を、比例弁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が吐出する作動油を、比例弁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。

【0129】

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が吐出する作動油を、比例弁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が吐出する作動油を、比例弁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。

【0130】

また、図４（Ｃ）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。

【0131】

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。

【0132】

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、比例弁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。

【0133】

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が吐出する作動油を、比例弁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が吐出する作動油を、比例弁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。

【0134】

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が吐出する作動油を、比例弁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が吐出する作動油を、比例弁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。

【0135】

また、図４（Ｄ）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。

【0136】

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。

【0137】

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、比例弁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。

【0138】

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が吐出する作動油を、比例弁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が吐出する作動油を、比例弁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。

【0139】

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が吐出する作動油を、比例弁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が吐出する作動油を、比例弁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。

【0140】

また、図３に示される左走行レバー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１７１のパイロットポートに作用させる。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電気的に検出し、検出した値を示す電流指令をコントローラ３０に出力する。これにより、コントローラ３０が電流指令に応じて動作する。

【0141】

そして、コントローラ３０は、上述した構成と同様に、パイロットポンプ１５が吐出する作動油を、（図示しない）比例弁を介し、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、パイロットポンプ１５が吐出する作動油を、（図示しない）比例弁を介し、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。

【0142】

また、図３に示される右走行レバー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１７２のパイロットポートに作用させる。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電気的に検出し、検出した値を示す電流指令をコントローラ３０に対して出力する。これにより、コントローラ３０が電流指令に応じて動作する。

【0143】

そして、コントローラ３０は、上述した構成と同様に、パイロットポンプ１５が吐出する作動油を、（図示しない）比例弁を介し、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、パイロットポンプ１５が吐出する作動油を、（図示しない）比例弁を介し、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。

【0144】

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。

【0145】

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レバー操作量は、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、レバー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。

【0146】

［ショベルの土砂重量検出機能に関する構成の詳細］
次に、図５を参照して、本実施形態に係るショベル１００の土砂重量検出機能に関する構成の詳細について説明する。図５は、本実施形態に係るショベル１００のうちの土砂重量検出機能に関する構成部分の一例を概略的に示す図である。

【0147】

本実施形態に係るコントローラ３０は、バケット６で掘削した土砂重量を、ブームシリンダ７の推力に基づいて算出する。ブームシリンダ７の推力に基づいて土砂重量を検出する際に、土砂の重心（以下、土砂重心と称する）の位置が必要となる。土砂重心の位置は、バケット６の形状によって異なる。そこで、本実施形態に係るコントローラ３０は、バケット６の形状の設定に関する機能部として、バケット形状設定部７０を含む。

【0148】

バケット形状設定部７０は、ショベル１００に装着されているバケット６の形状を設定する。設定されたバケット６の形状を示す情報は、例えば記憶装置４７に保存される。このため、バケット６が装着される毎に形状の設定が行われる。

【0149】

本実施形態に係るバケット形状設定部７０は、入力装置４２（操作装置の一例）から入力された、バケット６の形状を特定する情報に従って、設定を行ってもよい。また、設定する際のバケット６の形状の入力は、入力装置４２に制限するものではない。バケット形状設定部７０は、通信装置Ｔ１を介して外部の装置から受信した、バケット６の形状を特定する情報に従って、設定を行ってもよい。バケットの形状を特定する情報は、任意の情報でよく、例えばバケット６の型番又は名称でもよい。

【0150】

さらには、バケット形状設定部７０は、入力された撮像画像情報に基づいて、バケット６の形状を設定してもよい。撮像画像情報には、ショベル１００に装着されているバケット６が写っているものとする。そして、バケット形状設定部７０は、撮像画像情報に写っているバケット６の形状を特定し、特定したバケット６の形状を設定する。

【0151】

さらには、バケット形状設定部７０は、バケット６が交換された場合に、バケット６の形状の設定と共に、バケット６の重心とバケット６の重量の設定を行う。バケット６の重心とバケット６の重量は、バケット６の型番又は名称と対応付けられて記憶装置４７に予め記憶されていてもよいし、入力装置４２等から入力されてもよい。

【0152】

コントローラ３０は、バケット６で掘削した土砂の重量（以下、土砂重量と称する）を検出する機能に関する機能部として、土砂重量処理部６０を含む。

【0153】

本実施形態においては、土砂重量処理部６０は、バケット６の形状を認識しているので、バケット６の形状を考慮して土砂の重心（以下、土砂重心と称する）の位置を特定した後、土砂重心の位置を考慮して土砂重量を算出できる。バケット６に積載された土砂（積載物の一例）の重心をＧｓとする。バケット６に積載された土砂（積載物の一例）の重量をＷｓとする。

【0154】

ところで、土砂重心Ｇｓの位置は、バケット６の形状のみならず、バケット６で掘削された土砂の量、換言すれば土砂重量Ｗｓに応じて変化する。つまり、当該土砂重量Ｗｓが増減する場合に、土砂が積載されるバケット６の形状に応じて、土砂重心Ｇｓの位置が変化する。

【0155】

例えば、幅広で底の部分が平たいバケットでは、土砂重量Ｗｓに応じて前後方向の土砂重心の位置はあまり変化しないのに対して、バケットの側面が略三角形状で上面から底の部分に近づくに従ってすぼまっていく形状では、土砂重量Ｗｓに応じて前後方向に土砂重心Ｇｓの位置が変化する場合もある。

【0156】

そこで、本実施形態に係る記憶装置４７は、ショベル１００に接続可能なバケット６の形状（バケット６の種類）ごとに、土砂重量Ｗｓと、土砂重心Ｇｓの位置関係情報と、を対応付けた重心位置保持テーブル４７Ａを記憶する。土砂重心Ｇｓの位置関係情報とは、土砂重心Ｇｓの位置を特定するために、土砂重心Ｇｓの位置に関係した情報とする。具体的な土砂重心Ｇｓの位置関係情報については後述する。

【0157】

そして、土砂重量処理部６０は、土砂重心Ｇｓの位置を算出する際に、重心位置保持テーブル４７Ａを参照する。

【0158】

例えば、土砂重量処理部６０は、ブームシリンダ７の推力と、予め設定された土砂重心Ｇｓの位置と、に基づいて、バケット６で掘削した土砂重量Ｗｓを算出する。そして、土砂重量処理部６０は、重心位置保持テーブル４７Ａを参照して、算出された土砂重量Ｗｓに対応する土砂重心Ｇｓの位置関係情報から、土砂重心Ｇｓの位置を算出する。そして、土砂重量処理部６０は、算出された土砂重心Ｇｓの位置と、ブームシリンダ７の推力と、に基づいて、バケット６で掘削した土砂重量Ｗｓを算出する。

【0159】

本実施形態に係る土砂重量処理部６０は、算出された土砂重量Ｗｓに基づいた土砂重心Ｇｓの位置の算出と、算出された土砂重心Ｇｓの位置並びに（ブームロッド圧センサＳ７Ｒ又はブームボトム圧センサＳ７Ｂによる）ブームシリンダ７の推力の検知結果に基づいた土砂重量Ｗｓの算出と、をコントローラ３０が実行可能なサイクル（例えば０．１秒単位）に応じて交互に、繰り返し行う。当該処理が、掘削動作が完了してから排土動作が開始されるまでの間に繰り返し行われることで、土砂重心Ｇｓの位置の算出精度が向上していくので、土砂重量Ｗｓの算出精度を向上できる。なお、具体的な処理の繰り返しについては後述する。

【0160】

次に具体的な土砂重量処理部６０について説明する。土砂重量処理部６０は、重量算出部６１と、最大積載量検出部６２と、積載量算出部６３と、残積載量算出部６４と、重心算出部６５と、を有する。

【0161】

ここで、本実施形態に係るショベル１００によるダンプトラックへの土砂（積載物）の積み込み作業の動作の一例について説明する。

【0162】

まず、ショベル１００は、掘削位置において、アタッチメントを制御してバケット６により土砂を掘削する（掘削動作）。次に、ショベル１００は、上部旋回体３を旋回させ、バケット６を掘削位置から排土位置へと移動する（旋回動作）。排土位置の下方には、ダンプトラックの荷台が配置されている。次に、ショベル１００は、排土位置において、アタッチメントを制御してバケット６内の土砂を排土することにより、バケット６内の土砂をダンプトラックの荷台へと積み込む（排土動作）。次に、ショベル１００は、上部旋回体３を旋回させ、バケット６を排土位置から掘削位置へと移動する（旋回動作）。これらの動作を繰り返すことにより、ショベル１００は、掘削した土砂をダンプトラックの荷台へと積み込む。

【0163】

重量算出部６１は、バケット６内の土砂重量Ｗｓを算出する。重量算出部６１は、ブームシリンダ７の推力と、上部旋回体３とブーム４とを連結するピンから土砂重心Ｇｓまでの距離と、に基づいて土砂重量を算出する。例えば、重量算出部６１は、上部旋回体３とブーム４とを連結するピン回りのモーメントの式に、ブームシリンダ７の推力と、上部旋回体３とブーム４とを連結するピンから土砂重心Ｇｓまでの距離と、を代入することで、土砂重量を算出する。

【0164】

最大積載量検出部６２は、土砂を積載する対象のダンプトラックの最大積載量を検出する。例えば、最大積載量検出部６２は、撮像装置Ｓ６で撮像された画像に基づいて、土砂を積載する対象のダンプトラックを特定する。「撮像装置Ｓ６で撮像された画像に基づいて」は、例えば、撮像装置Ｓ６が撮像した画像に１又は複数の画像処理を施すことによって得られる情報を利用することを意味する。次に、最大積載量検出部６２は、特定されたダンプトラックの画像に基づいて、ダンプトラックの最大積載量を検出する。例えば、最大積載量検出部６２は、特定されたダンプトラックの画像に基づいて、ダンプトラックの車種（サイズ等）を判定する。最大積載量検出部６２は、車種と最大積載量とを対応付けしたテーブルを有しており、画像から判定した車種及びテーブルに基づいて、ダンプトラックの最大積載量を求める。なお、入力装置４２によってダンプトラックの最大積載量、車種等が入力され、最大積載量検出部６２は、入力装置４２の入力情報に基づいて、ダンプトラックの最大積載量を求めてもよい。

【0165】

積載量算出部６３は、ダンプトラックに積載された土砂の重量を算出する。即ち、バケット６内の土砂がダンプトラックの荷台に排土される毎に、積載量算出部６３は、重量算出部６１で算出されたバケット６内の土砂の重量を加算して、ダンプトラックの荷台に積載された土砂の重量の合計である積載量（合計重量）を算出する。なお、土砂を積載する対象のダンプトラックが新しいダンプトラックとなった場合には、積載量はリセットされる。

【0166】

残積載量算出部６４は、最大積載量検出部６２で検出したダンプトラックの最大積載量と、積載量算出部６３で算出した現在の積載量との差を残積載量として算出する。残積載量とは、ダンプトラックに積載可能な土砂の残りの重量である。

【0167】

重心算出部６５は、バケット６内の土砂の重心を算出する。なお、土砂の重心の算出方法については、後述する。

【0168】

表示装置４０には、重量算出部６１で算出されたバケット６内の土砂の重量、最大積載量検出部６２で検出されたダンプトラックの最大積載量、積載量算出部６３で算出されたダンプトラックの積載量（荷台に積載された土砂の重量の合計）、残積載量算出部６４で算出されたダンプトラックの残積載量（積載可能な土砂の残りの重量）が表示されてもよい。

【0169】

なお、積載量が最大積載量を超えた場合、表示装置４０に警告が出るように構成されていてもよい。また、算出されたバケット６内の土砂の重量が残積載量を超える場合、表示装置４０に警告が出るように構成されていてもよい。なお、警告は、表示装置４０に表示される場合に限られず、音声出力装置４３による音声出力であってもよい。これにより、ダンプトラックの最大積載量を超えて土砂が積載されることを防止することができる。

【0170】

ここで、図６を参照し、表示装置４０に表示されるメイン画面４１Ｖの構成例について説明する。図６のメイン画面４１Ｖに表示される情報は、例えば、バケット６内の土砂の重量（現重量）、ダンプトラックの積載量（累積重量）、ダンプトラックの残積載量（残重量）、及び最大積載量（最大積載重量）等に関する情報を含む。

【0171】

メイン画面４１Ｖは、日時表示領域４１ａ、走行モード表示領域４１ｂ、アタッチメント表示領域４１ｃ、燃費表示領域４１ｄ、エンジン制御状態表示領域４１ｅ、エンジン稼働時間表示領域４１ｆ、冷却水温表示領域４１ｇ、燃料残量表示領域４１ｈ、回転数モード表示領域４１ｉ、尿素水残量表示領域４１ｊ、作動油温表示領域４１ｋ、カメラ画像表示領域４１ｍ、現重量表示領域４１ｐ、累積重量表示領域４１ｑ、残重量表示領域４１ｓ、及び最大積載重量表示領域４１ｔを含む。

【0172】

走行モード表示領域４１ｂ、アタッチメント表示領域４１ｃ、エンジン制御状態表示領域４１ｅ、及び回転数モード表示領域４１ｉは、ショベル１００の設定状態に関する情報である設定状態情報を表示する領域である。燃費表示領域４１ｄ、エンジン稼働時間表示領域４１ｆ、冷却水温表示領域４１ｇ、燃料残量表示領域４１ｈ、尿素水残量表示領域４１ｊ、作動油温表示領域４１ｋ、現重量表示領域４１ｐ及び累積重量表示領域４１ｑは、ショベル１００の稼動状態に関する情報である稼動状態情報を表示する領域である。

【0173】

具体的には、日時表示領域４１ａは、現在の日時を表示する領域である。走行モード表示領域４１ｂは、現在の走行モードを表示する領域である。アタッチメント表示領域４１ｃは、現在装着されているエンドアタッチメントを表す画像を表示する領域である。図６は、バケット６を表す画像が表示された状態を示している。

【0174】

燃費表示領域４１ｄは、コントローラ３０によって算出された燃費情報を表示する領域である。燃費表示領域４１ｄは、生涯平均燃費又は区間平均燃費を表示する平均燃費表示領域４１ｄ１、瞬間燃費を表示する瞬間燃費表示領域４１ｄ２を含む。

【0175】

エンジン制御状態表示領域４１ｅは、エンジン１１の制御状態を表示する領域である。エンジン稼働時間表示領域４１ｆは、エンジン１１の累積稼働時間を表示する領域である。冷却水温表示領域４１ｇは、現在のエンジン冷却水の温度状態を表示する領域である。燃料残量表示領域４１ｈは、燃料タンクに貯蔵されている燃料の残量状態を表示する領域である。回転数モード表示領域４１ｉは、エンジン回転数調節ダイヤルによって設定された現在の回転数モードを表示する領域である。尿素水残量表示領域４１ｊは、尿素水タンクに貯蔵されている尿素水の残量状態を表示する領域である。作動油温表示領域４１ｋは、作動油タンク内の作動油の温度状態を表示する領域である。

【0176】

カメラ画像表示領域４１ｍは、空間認識装置としての撮像装置Ｓ６が撮像した画像を表示する領域である。図６の例では、カメラ画像表示領域４１ｍは、カメラＳ６Ｂが撮像した画像を表示している。カメラＳ６Ｂが撮像した画像は、ショベル１００の後方の空間を映し出す後方画像であり、カウンタウェイトの画像３ａを含む。

【0177】

現重量表示領域４１ｐは、バケット６内の土砂の重量（現重量）を表示する領域である。図６は、現重量が５５０ｋｇであることを示している。

【0178】

累積重量表示領域４１ｑは、ダンプトラックの積載量（累積重量）を表示する領域である。図６は、累積重量が９５００ｋｇであることを示している。

【0179】

累積重量は、積み込み対象のダンプトラックが入れ替わる度にリセットされる。本実施形態では、コントローラ３０は、ダンプトラックの入れ替わりを自動的に認識して累積重量を自動的にリセットするように構成されている。具体的には、コントローラ３０は、撮像装置Ｓ６が撮像した画像を利用してダンプトラックの入れ替わりを認識する。コントローラ３０は、通信装置を利用してダンプトラックの入れ替わりを認識してもよい。或いは、コントローラ３０は、リセットボタンが押されたときに累積重量をリセットしてもよい。リセットボタンは、ソフトウェアボタンであってもよく、入力装置４２、左操作レバー、又は右操作レバー等に配置されるハードウェアボタンであってもよい。

【0180】

この構成により、ショベル１００は、ダンプトラックの最大積載重量を超えて、ダンプトラックの荷台に土砂等の積載物が積み込まれてしまうのを防止できる。最大積載重量を超えて積載物が積み込まれていることが台貫での重量測定によって検知されると、ダンプトラックの運転者は、積み込みヤードに戻り、荷台に積み込まれた積載物の一部を下ろす作業を行う必要がある。ショベル１００は、このような積載重量の調整作業の発生を防止できる。

【0181】

所定の期間は、例えば、１日の作業を開始する時刻から１日の作業を終了する時刻までの期間であってもよい。１日の作業によって運搬された積載物の総重量を操作者又は管理者が容易に認識できるようにするためである。

【0182】

また、コントローラ３０は、撮像装置Ｓ６が撮像した画像に基づき、バケット６内の土砂がダンプトラックの荷台に積み込まれたことを認識した上で、現重量を積算するように構成されていてもよい。ダンプトラックの荷台以外の場所に移された土砂がダンプトラックに積み込まれた土砂として積算されてしまうのを防止するためである。

【0183】

コントローラ３０は、アタッチメントの姿勢に基づき、バケット６内の土砂がダンプトラックの荷台に積み込まれたか否かを判定してもよい。具体的には、コントローラ３０は、例えば、バケット６の高さが所定値（例えば、ダンプトラックの荷台の高さ）を超え且つバケット６が開かれた場合に、土砂がダンプトラックの荷台に積み込まれたと判定してもよい。

【0184】

残重量表示領域４１ｓは、残重量を表示する領域である。最大積載重量表示領域４１ｔは、最大積載重量を表示する領域である。図６は、累積重量が９５００ｋｇで、残重量が５００ｋｇで、且つ、最大積載重量が１００００ｋｇであることを示している。但し、表示装置４０は、残重量を表示させずに最大積載重量を表示させてもよい。

【0185】

メッセージ表示領域４１ｍ１には、メッセージが表示される。例えば、累積重量が最大積載重量を超過した場合にメッセージが表示される。これにより、コントローラ３０は、オペレータに積み降ろし作業を促すことができ、ダンプトラックの過積載を防止することができる。

【0186】

［重量算出部６１における土砂重量算出方法］
次に、図５を参照しつつ、図７及び図８を用いて、本実施形態に係るショベル１００の重量算出部６１におけるバケット６内の土砂（積載物）の重量を算出する方法について説明する。

【0187】

図７及び図８は、土砂重量の算出に関するパラメータを説明する模式図である。図７はショベル１００を示し、図８はバケット６付近を示す。

【0188】

ここで、上部旋回体３とブーム４を連結するピンをＰ１とする。上部旋回体３とブームシリンダ７を連結するピンをＰ２とする。ブーム４とブームシリンダ７を連結するピンをＰ３とする。ブーム４とアームシリンダ８を連結するピンをＰ４とする。アーム５とアームシリンダ８を連結するピンをＰ５とする。ブーム４とアーム５を連結するピンをＰ６とする。アーム５とバケット６を連結するピンをＰ７とする。また、ブーム４の重心をＧ１とする。アーム５の重心をＧ２とする。バケット６の重心をＧ３とする。基準線Ｌ２は、ピンＰ７を通りバケット６の開口面と平行な線とする。また、ピンＰ１とブーム４の重心Ｇ１との距離をＤ１とする。ピンＰ１とアーム５の重心Ｇ２との距離をＤ２とする。ピンＰ１とバケット６の重心Ｇ３との距離をＤ３とする。ピンＰ１と土砂重心Ｇｓとの距離をＤｓとする。ピンＰ２とピンＰ３を結ぶ直線と、ピンＰ１との距離をＤｃとする。また、ブームシリンダ７のシリンダ圧による力をＦｂとする。また、ブーム重量（ブーム４の自重による重力）のうち、ピンＰ１とブーム重心Ｇ１を結ぶ直線に対して垂直方向の垂直成分をＷ１ａとする。アーム重量（アーム５の自重による重力）のうち、ピンＰ１とアーム重心Ｇ２を結ぶ直線に対して垂直方向の垂直成分をＷ２ａとする。バケット６の重量をＷ６とする。

【0189】

図７に示すように、ピンＰ７の位置は、ブーム角度及びアーム角度により算出される。即ち、ピンＰ７の位置は、ブーム角度センサＳ１及びアーム角度センサＳ２の検出値に基づいて算出することができる。

【0190】

また、図８に示すように、ピンＰ７とバケット重心Ｇ３との位置関係（バケット６の基準線Ｌ２と、ピンＰ７とバケット重心Ｇ３を結ぶ直線との角度θ４、ピンＰ７とバケット重心Ｇ３との距離Ｄ４）は、バケット６の種類に応じて設定された値である。つまり、重心算出部６５は、バケット角度センサＳ３の検出結果に基づいて、バケット重心Ｇ３の位置を推定できる。

【0191】

また、ピンＰ７と土砂重心との位置関係は、バケット６の形状、及びバケット６に積載されている土砂の量に応じて変化する。

【0192】

図８に示される土砂の量がバケット６に積載された場合の土砂重心Ｇｓ１とする。この場合、バケット６の基準線Ｌ２に対して、ピンＰ７と土砂重心Ｇｓ１を結ぶ直線との間の角度θ５１となり、ピンＰ７と土砂重心Ｇｓ１との距離Ｄ５１となる。

【0193】

そして、土砂の量、換言すれば土砂重量Ｗｓが減少していくに従って、土砂重心Ｇｓ２、Ｇｓ３と変化していく。これにより、ピンＰ７と土砂重心Ｇｓ２を結ぶ直線との間の角度θ５２、ピンＰ７と土砂重心Ｇｓ３を結ぶ直線との間の角度θ５３と変化していく。同様に、ピンＰ７と土砂重心Ｇｓ２との距離、ピンＰ７と土砂重心Ｇｓ３との距離も変化していく。当該土砂重量Ｗｓの変化に応じた土砂重心Ｇｓの変化は、バケット６の形状に基づく。

【0194】

そこで、本実施形態においては重心位置保持テーブル４７Ａが、バケット６の形状毎に、土砂重量Ｗｓと、土砂重心Ｇｓの位置関係情報と、を対応付けて記憶する。土砂重心Ｇｓの位置関係情報としては、例えば、対応付けられた土砂重量Ｗｓがバケット６に積載された場合における、ピンＰ７と土砂重心Ｇｓを結ぶ直線との間の角度θ５、及びピンＰ７と土砂重心Ｇｓとの間の距離Ｄ５が含まれる。つまり、土砂重量Ｗｓが推定された場合、現在のバケット６の傾きと、位置関係情報と、に基づいて土砂重心Ｇｓを推定できる。

【0195】

図９は、本実施形態に係る重心位置保持テーブル４７Ａが保持する対応関係を概念として例示した図である。横軸は土砂重量Ｗｓとし、縦軸は、ピンＰ７から土砂重心Ｇｓまでの距離Ｄ５を示している。

【0196】

図９に示される線９０１で示されるように、土砂重量Ｗｓから、ピンＰ７から土砂重心Ｇｓまでの距離Ｄ５を特定できる。なお、図９に示されるように、土砂重量Ｗｓが、重量基準値Ｗｔより少ない場合には、土砂重心Ｇｓまでの距離Ｄ５が急峻に変化する。このため、バケット６には、重量基準値Ｗｔ以上となるように土砂を積載するのが好ましい。なお、図９では、土砂重量と、ピンＰ７から土砂重心Ｇｓまでの距離Ｄ５との対応関係のみ示したが、実際の重心位置保持テーブル４７Ａを参照した場合には、距離Ｄ５のみならず、角度θ５も特定される。

【0197】

つまり、重心算出部６５は、バケット６内の土砂重量（物の重量の一例）を算出した際に、重心位置保持テーブル４７Ａ（テーブル情報の一例）を参照することで、算出された土砂重量Ｗｓ及びショベル１００のアタッチメントに設けられた各角度センサの検出結果に基づいて、土砂重心Ｇｓの位置（例えば、ピンＰ１と土砂重心Ｇｓとの距離Ｄｓ）を推定できる。

【0198】

上述したように、重心位置保持テーブル４７Ａ（テーブル情報の一例）を参照することで、重心算出部６５は、土砂重量Ｗｓから、ピンＰ７から土砂重心Ｇｓまでの距離Ｄ５及び角度θ５を特定できる。距離Ｄｓは、ピンＰ１と土砂重心Ｇｓとの間の距離のため、距離Ｄ５及び角度θ５の他に、ピンＰ１からピンＰ７までの距離が必要となる。ピンＰ１からピンＰ７までの距離は、ブーム４及びアーム５の形状、並びに、各角度センサ（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）の検出結果によって特定できる。ブーム４及びアーム５の形状は予め定められているので、各角度センサの検出結果に基づいて、ピンＰ１からピンＰ７までの距離を算出できる。したがって、重心算出部６５は、重心位置保持テーブル４７Ａの対応関係、並びに、算出された土砂重量Ｗｓ及びショベル１００のアタッチメントに設けられた各角度センサの検出結果に基づいて、ピンＰ１と土砂重心Ｇｓとの距離Ｄｓを推定できる。

【0199】

これにより以降、土砂重量処理部６０が土砂重量Ｗｓを算出する際に、推定されたピンＰ１から土砂重心Ｇｓまでの距離Ｄｓを用いることで、精度よく土砂重量Ｗｓを算出できる。

【0200】

ところで、土砂重量Ｗｓを算出する際には、土砂重心Ｇｓの位置が必要となる。しかしながら、最初に土砂重量Ｗｓを算出する前では、土砂重心Ｇｓの位置が推定できていない。

【0201】

そこで、本実施形態では、記憶装置４７が、ショベル１００に装着されているバケット６に対応する、土砂重心Ｇｓの位置の初期値（例えば、ピンＰ７と土砂重心Ｇｓを結ぶ直線との間の角度θ５の初期値、及びピンＰ７と土砂重心Ｇｓとの間の距離Ｄ５の初期値）を予め記憶しておく。土砂重心Ｇｓの位置の初期値は、１回目の土砂重量Ｗｓを算出するために用いる値とする。本実施形態においては、土砂重量Ｗｓの算出が繰り返し行われる。当該繰り返し行われる土砂重量Ｗｓの算出のうち、１回目の土砂重量Ｗｓの算出に、土砂重心Ｇｓの位置の初期値が用いられる。繰り返し行われる土砂重量Ｗｓの算出のうち、ｎ（ｎが２以上）回目以降については、ｎ―１回目に算出された土砂重量から推定された土砂重心Ｇｓの位置が用いられる。ここで、重心位置保持テーブル４７Ａは、バケット６の底面から土砂重心Ｇｓの位置までの高さと、土砂重量Ｗｓと、を対応付けてもよい。この場合、重心算出部６５は、バケット形状設定部７０により設定されたバケット６の形状と、バケット６とピンＰ７との位置関係と、を用いて、ピンＰ１から土砂重心Ｇｓまでの距離Ｄｓを算出することができる。

【0202】

このように、土砂重量処理部６０は、土砂重心Ｇｓの位置の初期値を用いて、第１の土砂重量Ｗｓ１１を算出する。なお、土砂重心Ｇｓの位置を用いた土砂重量Ｗｓの具体的な算出手法については後述する。そして、第１の土砂重量Ｗｓ１１が算出された後、重心算出部６５は、算出された第１の土砂重量Ｗｓ１１と対応付けられた土砂重心Ｇｓの位置関係情報（ピンＰ７と土砂重心Ｇｓを結ぶ直線との間の角度θ５、及びピンＰ７と土砂重心Ｇｓとの間の距離Ｄ５）と、ブーム角度センサＳ１、アーム角度センサＳ２、及びバケット角度センサＳ３の検出値と、に基づいて、第１の土砂重心Ｇｓ１１の位置（ピンＰ１と土砂重心Ｇｓとの距離Ｄｓ）を推定する。その後、土砂重量処理部６０は、第１の土砂重心Ｇｓ１１の位置（ピンＰ１から土砂重心Ｇｓまでの距離Ｄｓ）を用いて、再び第２の土砂重量Ｗｓ１２を算出する。

【0203】

ところで、土砂重心Ｇｓの位置の初期値は、実際の土砂重心Ｇｓの位置と異なる可能性がある。このため、土砂重心Ｇｓの位置の初期値を用いて算出された第１の土砂重量Ｗｓ１１は、実際の土砂重量Ｗｓと異なる可能性がある。そこで、本実施形態に係る重心算出部６５は、重心位置保持テーブル４７Ａを参照することで、算出された第１の土砂重量Ｗｓ１１に対応する、第１の土砂重心Ｇｓ１１の位置を推定する。

【0204】

重心位置保持テーブル４７Ａは、図９に示されるように、土砂重量Ｗｓと、土砂重心Ｇｓの位置と、の対応関係を保持している。第１の土砂重心Ｇｓ１１の位置は、算出された第１の土砂重量Ｗｓ１を用いた上で、このような重心位置保持テーブル４７Ａを参照することで推定された値である。このため、第１の土砂重心Ｇｓ１１の位置は、初期値と比べて、実際の土砂重心Ｇｓの位置に近づいた値になると考えられる。

【0205】

そこで、本実施形態に係る土砂重量処理部６０は、推定された第１の土砂重心Ｇｓ１１の位置を用いて、再び第２の土砂重量Ｗｓ１２を算出する。算出された第２の土砂重量Ｗｓ１２は、推定された第１の土砂重心Ｇｓ１１を用いているので、第１の土砂重量Ｗｓ１１と比べて、実際の土砂重量Ｗｓに近づいた値になると考えられる。つまり、本実施形態は、土砂重量Ｗｓに基づいた土砂重心Ｇｓの位置の算出と、算出された土砂重心Ｇｓの位置及びブームシリンダ７の推力の検知結果に基づいた土砂重量Ｗｓの算出と、を交互に繰り返し行うことで、推定される土砂重心Ｇｓの位置の算出精度を向上させると共に、土砂重量Ｗｓの算出精度を向上させていく。したがって、本実施形態では、精度の高い土砂重量Ｗｓを算出できる。具体的な繰り返しの周期は、上述したように、コントローラ３０が実行可能なサイクル（例えば０．１秒単位）に応じて定めてよい。

【0206】

このように、重心算出部６５は、重心位置保持テーブル４７Ａを参照して、土砂重量Ｗｓ、ブーム角度センサＳ１、アーム角度センサＳ２、及びバケット角度センサＳ３の検出値に基づいて、ピンＰ１と土砂重心Ｇｓとの距離Ｄｓを推定する。次に、土砂重量Ｗｓの算出手法について説明する。まず、土砂重量Ｗｓを算出するために土砂重心Ｇｓ以外に用いるパラメータについて説明する。

【0207】

本実施形態に係るコントローラ３０は、バケット６の土砂重量Ｗｓに応じて検出結果が変化する各種センサの検出値の出力に加えて、土砂を積載しているバケット６の形状に基づいた情報（例えば、バケット６の重心及びバケット重量Ｗ３）に基づいて、バケット６の土砂重量Ｗｓを算出する。本実施形態では、バケット６の土砂重量Ｗｓに応じて検出結果が変化する各種センサの検出値の一例として、ブームシリンダ７のシリンダ圧による力Ｆｂに関する検出値を用いた場合について説明する。また、本実施形態に係るショベル１００は、アタッチメントとして、バケット６とショベル１００本体との間に、ブーム４とアーム５とを有している。このため、土砂重量Ｗｓに応じて検出結果が変化する各種センサの検出値として、ブームシリンダ７のシリンダ圧による力Ｆｂに関する検出値を用いた場合、ブーム４とアーム５の重量及び形状についても考慮する必要がある。なお、本実施形態は、バケット６の土砂重量Ｗｓに応じて検出結果が変化する各種センサの検出値として、ブームシリンダ７のシリンダ圧による力Ｆｂに関する検出値を用いる手法に制限するものではなく、他の検出値（例えば、バケットシリンダ９のシリンダ圧による力に関する検出値）を用いてもよい。

【0208】

次に、ブームシリンダ７のシリンダ圧による力Ｆｂを用いた場合の釣り合い式について説明する。ピンＰ１回りの各モーメントとブームシリンダ７との釣り合いの式は、以下の式（Ａ１）で表すことができる。

【0209】

ＷｓＤｓ＋Ｗ１ａＤ１＋Ｗ２ａＤ２＋Ｗ３Ｄ３＝ＦｂＤｃ ・・・（Ａ１）

【0210】

式（Ａ１）を土砂重量Ｗｓについて展開すると、以下の式（Ａ２）で表すことができる。

【0211】

Ｗｓ＝（ＦｂＤｃ－（Ｗ１ａＤ１＋Ｗ２ａＤ２＋Ｗ３Ｄ３））／Ｄｓ ・・・（Ａ２）

【0212】

ここで、ブームシリンダ７のシリンダ圧による力Ｆｂは、ブームロッド圧センサＳ７Ｒ及びブームボトム圧センサＳ７Ｂ（検出部の一例）から出力された検出値より算出される。

【0213】

例えば、ブームシリンダ７のシリンダ圧による力Ｆｂ（推力）は、ブームシリンダ７のロッド側油室の受圧面積ＡＲ、ブームロッド圧ＰＲ、ブームシリンダ７のボトム側油室の受圧面積ＡＢ、及びブームボトム圧ＰＢに基づき、以下の式（Ａ３）で表される。なお、ブームロッド圧ＰＲは、ブームロッド圧センサＳ７Ｒにより検出された値である。ブームボトム圧ＰＢは、ブームボトム圧センサＳ７Ｂにより検出された値である。なお、ロッド側油室の受圧面積ＡＲ、及びボトム側油室の受圧面積ＡＢは予め定められている。なお、以下の式（Ａ３）は、力Ｆｂ（推力）の算出手法の一例を示したもので、他の算出手法を用いてもよい。

【0214】

Ｆｂ＝ＡＢ・ＰＢ－ＡＲ・ＰＲ ・・・（Ａ３）

【0215】

シリンダ圧による力Ｆｂは、式（Ａ３）に、ブームロッド圧センサＳ７Ｒ、ブームボトム圧センサＳ７Ｂにより検出された値を代入することで導出される。換言すれば、ブームロッド圧センサＳ７Ｒ、及びブームボトム圧センサＳ７Ｂから検出（出力）された値が、バケット６内の土砂重量Ｗｓに応じて変化する検出値とみなせる。

【0216】

式（Ａ２）で示される変数のうち、距離Ｄｃ及びブーム重量の垂直成分Ｗ１ａは、ブーム角度センサＳ１の検出値より算出される。アーム重量の垂直成分Ｗ２ａ及び距離Ｄ２は、ブーム角度センサＳ１及びアーム角度センサＳ２のそれぞれの検出値より算出される。距離Ｄ１は既知の値である。また、バケット重量Ｗ３（バケット６の自重による重力）も既知の値であって、具体的には、バケット形状設定部７０によりバケット６の形状に対応して設定されている。距離Ｄ３は、ショベル１００のアタッチメントの形状に加えて、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のそれぞれの検出値と、バケット形状設定部７０により設定されたバケット６の形状に対応するバケット重心Ｇ３と、により算出される。

【0217】

よって、土砂重量Ｗｓは、バケット重量Ｗ３等の既知の値に加えて、推定されたピンＰ１と土砂重心Ｇｓとの距離Ｄｓ、ブームロッド圧センサＳ７Ｒの検出値、ブームボトム圧センサＳ７Ｂの検出値、バケット角度（バケット角度センサＳ３）、ブーム角度（ブーム角度センサＳ１の検出値）及びアーム角度（アーム角度センサＳ２の検出値）に基づいて算出できる。

【0218】

換言すれば、重量算出部６１は、重心算出部６５で推定された土砂重心Ｇｓまでの距離Ｄｓと、ブームシリンダ７のシリンダ圧の検出値と、角度センサの検出値と、に基づいて土砂重量Ｗｓを算出できる。

【0219】

なお、ショベル１００がアタッチメントを用いて所定の動作を行っているか否かの判定は、シリンダ（例えば、ブームシリンダ７、アームシリンダ８、又はバケットシリンダ９）のシリンダ圧の検出値に基づいたアタッチメントの姿勢の推定結果、又は、ブーム４、アーム５、若しくはバケット６に対するパイロット圧の検出値に基づいたアタッチメントに対する操作の推定結果から、導き出すことができる。例えば、シリンダ圧の検出値が変化した場合に、アタッチメントの姿勢の変化を推定できるので、当該姿勢の変化から、アタッチメントの動作を推定できる。他の例としては、パイロット圧の検出値が変化した場合に、操作者が行った操作を推定できるので、当該操作に従って行われるアタッチメントの動作を推定できる。所定の動作の例としては、バケット６を閉じる動作等とする。例えば、バケット６を閉じる動作が行われているか否かに応じて、掘削動作が行われているか否かを推定してもよい。所定の動作を行っているか否かの判定は、シリンダ圧又はパイロット圧を用いる手法に制限するものではなく、角度センサ（例えば、ブーム角度センサＳ１、アーム角度センサＳ２、又はバケット角度センサＳ３）の検出値に基づいて行ってもよい。なお、ブーム４に対するパイロット圧とは、操作装置２６のブーム操作レバーの操作方向及び操作量に応じて変化する圧力であって、ブームシリンダ７に対応する制御弁１７５のパイロットポートに作用する作動油の圧力である。アーム５に対するパイロット圧、及びバケット６に対するパイロット圧も同様とする。

【0220】

図１０は、本実施形態に係るコントローラ３０におけるバケット６に積載されている積載物の重量を確定するまでの処理手順を示したフローチャートである。図１０に示される例では、ショベル１００による掘削動作が完了した後の処理を示している。

【0221】

まず、重量算出部６１は、掘削動作が完了した後、重量算出開始の条件を満たしたか否かを判定する（Ｓ１００１）。重量算出開始の条件を満たしていないと判定した場合（Ｓ１００１：ＮＯ）、Ｓ１００１の処理を繰り返す。Ｓ１００１の処理を繰り返す間隔は、任意の間隔でよく、例えば、コントローラ３０が実行可能なサイクル（例えば０．１秒単位）としてもよい。重量算出開始の条件は、任意の条件でよく、例えば、バケット６の持ち上げが開始されたことを重量算出開始の条件としてもよい。バケット６の持ち上げ開始されたか否かは、ブームシリンダ７のシリンダ圧又はブーム４に対するパイロット圧の検出値等に基づいて推定できる。なお、バケット６の持ち上げ開始か否かは、ブームシリンダ７のシリンダ圧又はブーム４に対するパイロット圧の検出値に基づいた推定に制限するものではなく、例えば、ブーム角度センサＳ１の検出値に基づいて推定してもよい。

【0222】

一方、重量算出開始の条件を満たしたと判定した場合（Ｓ１００１：ＹＥＳ）、重量算出部６１は、アタッチメントに設けられた各種角度センサの検出値に加えて、ブームシリンダ７の推力（シリンダ圧による力Ｆｂ）と、記憶装置４７に記憶されている土砂重心Ｇｓの初期値（予め設定されていた物の重心の位置の一例）と、に基づいて、バケット６内の土砂重量（物体の重量の一例）Ｗｓを算出する（Ｓ１００２）。

【0223】

そして、重心算出部６５は、重心位置保持テーブル４７Ａを参照して、算出された土砂重量Ｗｓに対応する、ピンＰ１からバケット６内の土砂重心Ｇｓまでの距離Ｄｓを算出する（Ｓ１００３）。具体的には、重心算出部６５は、土砂重量Ｗｓと対応付けられた位置関係情報（ピンＰ７と土砂重心Ｇｓを結ぶ直線との間の角度θ５、及びピンＰ７と土砂重心Ｇｓとの間の距離Ｄ５）と、ブーム角度センサＳ１、アーム角度センサＳ２、及びバケット角度センサＳ３の検出値と、に基づいて、ピンＰ１から土砂重心Ｇｓまでの距離Ｄｓを算出する。

【0224】

その後、重量算出部６１は、各種角度センサの検出値に加えて、ブームシリンダ７の推力（シリンダ圧による力Ｆｂ）、及びＳ１００３で算出された土砂重心Ｇｓまでの距離Ｄｓに基づいて、バケット６内の土砂重量（物体の重量の一例）Ｗｓを算出する（Ｓ１００４）。

【0225】

その後、重量算出部６１は、バケット６を持ち上げている間、重量確定の条件（所定の条件の一例）を満たしたか否かを判定する（Ｓ１００５）。量確定の条件を満たしていないと判定した場合（Ｓ１００５：ＮＯ）、再びＳ１００３から処理を行う。重量確定の条件は、任意の条件でよく、例えば、バケット６の持ち上げ高さが所定の基準値を超えたことを条件としてもよい。

【0226】

一方、重量確定の条件を満たした判定した場合（Ｓ１００５：ＹＥＳ）、処理を終了する。重量確定の条件を満たした判定した場合において、確定される土砂重量（物体の重量の一例）Ｗｓは、例えば、最後に算出された値でもよいし、最後近傍で算出された複数の土砂重量の平均値でもよい。

【0227】

本実施形態では、土砂重量Ｗｓの算出と、土砂重心Ｇｓの算出と、を交互に繰り返し行う。当該処理を繰り返し行うことで、算出される土砂重心Ｇｓの位置、及び土砂重量Ｗｓの精度を向上させることができる。したがって、確定された土砂重量Ｗｓの精度の向上を実現できる。

【0228】

＜作用＞
上述した実施形態のショベル１００（作業機械の一例）によれば、バケット６の形状を入力可能な構成を有する。したがって、上述した実施形態では、バケット６の形状を考慮して、バケット６に積載されている土砂重心の位置を推定することで、土砂重心の位置の推定精度を向上できる。

【0229】

上述した実施形態では、バケット６の形状を考慮する手法として、バケット６の形状毎に保持されている重心位置保持テーブル４７Ａを用いている。換言すれば、上述した実施形態では、重心位置保持テーブル４７Ａを参照することで、バケット６の形状を考慮した土砂重心の位置を実現している。なお、バケット６の形状を考慮した土砂重心Ｇｓの推定手法は、重心位置保持テーブル４７Ａを用いる手法に制限するものではなく、他の手法を用いてもよい。

【0230】

上述した実施形態では、ブームロッド圧センサＳ７Ｒ及びブームボトム圧センサＳ７Ｂ（検出部の一例）から出力された検出値に基づいた、ブームシリンダ７のシリンダ圧による力Ｆｂは、土砂重量に応じて検出結果が変化する。

【0231】

そこで、上述した実施形態に係る重量算出部６１は、重心位置保持テーブル４７Ａを参照して土砂重心Ｇｓを特定した後、土砂重心Ｇｓと、ブームシリンダ７のシリンダ圧による力Ｆｂに関する検出値と、に基づいて、土砂重量Ｗｓを算出する。つまり、上述した実施形態では、重心位置保持テーブル４７Ａを参照してバケット６の形状を考慮することで、土砂重量Ｗｓの算出精度を向上させることができる。

【0232】

上述した実施形態では、重量算出部６１が、重心位置保持テーブル４７Ａを参照して土砂重心Ｇｓを特定した後、土砂重心Ｇｓと、ブームシリンダ７のシリンダ圧による力Ｆｂに関する検出値と、に基づいて、土砂重量Ｗｓを算出する例について説明した。しかしながら、上述した実施形態は、重心位置保持テーブル４７Ａを参照してバケット６の形状を考慮する手法に制限するものではない。例えば、バケット６の形状に応じて定められた土砂重心を考慮して、土砂重量Ｗｓを算出すればよい。

【0233】

以上、本発明に係る作業機械の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態などに限定されない。特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更、修正、置換、付加、削除、及び組み合わせが可能である。それらについても当然に本発明の技術的範囲に属する。

【符号の説明】

【0234】

１００ ショベル
１ 下部走行体
２ 旋回機構
３ 上部旋回体
４ ブーム（アタッチメント）
５ アーム（アタッチメント）
６ バケット（作業具）
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
３０ コントローラ
４７ 記憶装置
４７Ａ 重心位置保持テーブル
５０ マシンガイダンス部
５１ 位置算出部
５２ 距離算出部
５３ 情報伝達部
５４ 自動制御部
５５ 旋回角度算出部
５６ 相対角度算出部
６０ 土砂重量処理部
６１ 重量算出部
６２ 最大積載量検出部
６３ 積載量算出部
６４ 残積載量算出部
６５ 重心算出部
７０ バケット形状設定部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】