特許 7342018 ショベル

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-09-01

(45)【発行日】2023-09-11

(54)【発明の名称】ショベル

(51)【国際特許分類】

   E02F 9/22 20060101AFI20230904BHJP

   E02F 9/24 20060101ALI20230904BHJP

   E02F 9/26 20060101ALI20230904BHJP

   E02F 9/20 20060101ALI20230904BHJP

【ＦＩ】

E02F9/22 E

E02F9/24 B

E02F9/26 B

E02F9/20 M

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2020550419

(86)(22)【出願日】2019-09-30

(86)【国際出願番号】 JP2019038523

(87)【国際公開番号】W WO2020071314

(87)【国際公開日】2020-04-09

【審査請求日】2022-04-20

(31)【優先権主張番号】P 2018188454

(32)【優先日】2018-10-03

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【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】岡田 純一

(72)【発明者】

【氏名】本田 圭二

【審査官】柿原 巧弥

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１８－０９１１３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１６／０３５８９８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１６－１７２９６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－１５１１９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－２５６８９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０８－３０２７５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０５－２０２５３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１１３７９１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｅ０２Ｆ ９／２２

Ｅ０２Ｆ ９／２４

Ｅ０２Ｆ ９／２６

Ｅ０２Ｆ ９／２０

(57)【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自在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と、前記ブームの先端に取り付けられるアームと、前記アームの先端に取り付けられるエンドアタッチメントと有するアタッチメントと、
前記アタッチメントを駆動する油圧シリンダと、
前記油圧シリンダの油室の作動油を外部に排出させる制御弁と、
前記下部走行体及び前記上部旋回体を含む機体が所定の不安定状態にある場合に、前記アタッチメントを自動で動作させ、且つ、前記アタッチメントの動作の程度を所定基準以下に制限する制御装置と、を備え、
前記機体が前記所定の不安定状態にある場合とは、前記下部走行体又は前記アタッチメントの動作に応じて、前記機体の後部の浮き上がり若しくは前記機体の振動が発生する可能性がある場合、又は、前記機体の後部浮き上がり若しくは前記機体の振動が発生した場合であり、
前記制御装置は、前記機体が前記所定の不安定状態にある場合に、前記制御弁を制御し、前記油圧シリンダの油室から作動油を外部に排出させることにより、前記アタッチメントを自動で動作させると共に、前記油圧シリンダの油室から外部に排出される作動油の量を制限することにより、前記アタッチメントの動作の程度を前記所定基準以下に制限する、
ショベル。

【請求項2】

前記制御弁を通じて前記油圧シリンダから作動油が排出される際の移動方向への前記油圧シリンダの移動量を検出する検出装置を備え、
前記制御装置は、前記機体が前記所定の不安定状態にある場合に、前記制御弁を制御し、前記油圧シリンダの油室の作動油を外部に排出させると共に、前記移動量の増加に応じて、前記油圧シリンダの油室から外部に排出される作動油の流量を少なくさせる、
請求項１に記載のショベル。

【請求項3】

前記油圧シリンダは、前記ブームを駆動するブームシリンダであり、
前記制御弁は、前記ブームシリンダのボトム側油室の作動油を外部に排出させ、
前記制御装置は、前記制御弁を制御し、前記ブームシリンダの油室から外部に排出される作動油の量を制限することにより、前記ブームの動作の程度を前記所定基準以下に制限する、
請求項１に記載のショベル。

【請求項4】

前記制御装置は、所定時間内における前記ブームの下げ方向の移動量を前記所定基準以下に制限するように、前記ブームを下げ方向に動作させる、
請求項３に記載のショベル。

【請求項5】

前記制御装置は、前記アタッチメントが前記エンドアタッチメントとしてのバケットの収容物を排出させる動作を行う場合、前記制御弁を制御し、前記ブームを下げ方向に移動させると共に、前記ブームの下げ方向の移動量を前記所定基準以下に制限する、
請求項３又は４に記載のショベル。

【請求項6】

前記ブームシリンダの下げ方向への移動量を検出する検出装置を備え、
前記制御装置は、前記機体が前記所定の不安定状態にある場合に、前記制御弁を制御し、前記ブームシリンダのボトム側油室の作動油を外部に排出させると共に、前記移動量の増加に応じて、前記ブームシリンダのボトム側油室から外部に排出される作動油の流量を少なくさせる、
請求項３乃至５の何れか一項に記載のショベル。

【請求項7】

前記ブームシリンダに対する作動油の給排を制御するコントロールバルブと、
前記コントロールバルブと前記ブームシリンダのボトム側油室との間の油路において、前記ブームシリンダのボトム側油室からの作動油の流出を遮断し、前記ブームシリンダのボトム側油室に作動油を保持する機能と、を備え、
前記制御弁は、前記機能が解除されている場合に、前記ブームシリンダのボトム側油室の作動油を外部に排出させることが可能であり
前記制御装置は、前記機体が前記所定の不安定状態にある場合に、前記機能を解除し、且つ、前記制御弁を制御し、前記ブームシリンダのボトム側油室の作動油を外部に排出させると共に、前記移動量の増加に応じて、前記機能の解除度合いを低くしていくことにより、前記ブームシリンダのボトム側油室から外部に排出される作動油の流量を少なくさせる、
請求項６に記載のショベル。

【請求項8】

前記コントロールバルブと前記ブームシリンダのボトム側油室との間の油路に設けられ、前記ブームの下げ操作が行われない場合に、前記機能を作動させる作動油保持回路を備え、
前記制御弁は、前記ブームシリンダのボトム側油室から見て、前記作動油保持回路よりも下流側の油路に設けられ、
前記制御装置は、前記作動油保持回路を制御することにより、前記機能を解除する、
請求項７に記載のショベル。

【請求項9】

前記検出装置は、前記ブーム又は前記ブームシリンダの動作状態に関する検出情報、又は、前記ブームシリンダのボトム側油室から外部に排出される作動油の量に関する検出情報を出力し、
前記制御装置は、前記検出情報に基づき、前記移動量を取得する、
請求項６乃至８の何れか一項に記載のショベル。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ショベルに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、ショベルのアタッチメントを自動で動作させる技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。

【0003】

特許文献１では、ショベルの動作に合わせて、ブームシリンダのボトム側油室の圧力を制御（リリーフ）し、ブームの動作を自動で補正することで、ショベルの機体後部の浮き上がり等の不安定な現象を抑制する技術が知られている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１４－１２２５１０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、アタッチメントを自動で動作させる場合、その動作の態様によっては、オペレータや周囲の作業者等に不安を与えてしまう可能性がある。

【0006】

そこで、上記課題に鑑み、アタッチメントを自動で動作させる場合のショベルの安全性を向上させることが可能な技術を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記目的を達成するため、本発明の一実施形態では、
走行体と、
前記走行体に旋回自在に搭載される旋回体と、
前記旋回体に取り付けられるブームと、前記ブームの先端に取り付けられるアームと、前記アームの先端に取り付けられるエンドアタッチメントと有するアタッチメントと、
前記アタッチメントを駆動する油圧シリンダと、
前記油圧シリンダの油室の作動油を外部に排出させる制御弁と、
前記下部走行体及び前記上部旋回体を含む機体が所定の不安定状態にある場合、前記アタッチメントを自動で動作させ、且つ、前記アタッチメントの動作の程度を所定基準以下に制限する制御装置と、
を備え、
前記機体が前記所定の不安定状態にある場合とは、前記下部走行体又は前記アタッチメントの動作に応じて、前記機体の後部の浮き上がり若しくは前記機体の振動が発生する可能性がある場合、又は、前記機体の後部浮き上がり若しくは前記機体の振動が発生した場合であり、
前記制御装置は、前記機体が前記所定の不安定状態にある場合に、前記制御弁を制御し、前記油圧シリンダの油室から作動油を外部に排出させることにより、前記アタッチメントを自動で動作させると共に、前記油圧シリンダの油室から外部に排出される作動油の量を制限することにより、前記アタッチメントの動作の程度を前記所定基準以下に制限する、
ショベルが提供される。

【発明の効果】

【0008】

上述の実施形態によれば、アタッチメントを自動で動作させる場合のショベルの安全性を向上させることが可能な技術を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】ショベルの一例を示す側面図である。

【図2】ショベルの構成の一例を示すブロック図である。

【図3】ショベルの構成の他の例を示すブロック図である。

【図4】ショベルの構成の更に他の例を示すブロック図である。

【図5】作動油保持回路及びリリーフ弁を含む油圧回路の一例の詳細を示す図である。

【図6A】ショベルの後部浮き上がり現象の具体例を示す図である。

【図6B】ショベルの後部浮き上がり現象の具体例を示す図である。

【図6C】ショベルの後部浮き上がり現象の具体例を示す図である。

【図6D】ショベルの後部浮き上がり現象の具体例を示す図である。

【図6E】ショベルの後部浮き上がり現象の具体例を示す図である。

【図7A】ショベルの振動現象の具体例を示す図である。

【図7B】ショベルの振動現象の具体例を示す図である。

【図8A】ショベルの振動現象の具体例を示す図である。

【図8B】ショベルの振動現象の具体例を示す図である。

【図9】コントローラによる安定化制御処理の一例を概略的に示すフローチャートである。

【図10】コントローラによる安定化制御処理の他の例を概略的に示すフローチャートである。

【図11】ショベル管理システムの構成の一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。

【0011】

［ショベルの概要］
まず、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をする。

【0012】

図１は、本実施形態に係るショベル１００の側面図である。

【0013】

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、アタッチメントとしてのブーム４、アーム５、及びバケット６と、キャビン１０とを備える。以下、ショベル１００の前方は、ショベル１００を上部旋回体３の旋回軸に沿って真上から平面視（以下、単に「平面視」と称する）で見たときに、上部旋回体３に対して、アタッチメントが延出する方向（以下、単に「アタッチメントの延出方向」と称する）に対応する。また、ショベル１００の左方及び右方は、それぞれ、ショベル１００を平面視で見たときに、キャビン１０内のオペレータの左方及び右方に対応する。

【0014】

下部走行体１は、例えば、左右一対のクローラを含み、それぞれのクローラが走行油圧モータ１Ｌ，１Ｒ（図２～図４参照）で油圧駆動されることにより、ショベル１００を走行させる。

【0015】

上部旋回体３は、旋回油圧モータ２Ａ（図２～図４参照）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。

【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、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、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】

また、バケット６は、エンドアタッチメントの一例であり、ショベル１００には、バケット６とは異なる種類のエンドアタッチメント（例えば、破砕機、リフティングマグネット等、バケット６と用途の異なるエンドアタッチメントや、大型バケット等、バケット６と用途以外の仕様が異なるエンドアタッチメント）が取り付けられてもよい。つまり、ショベル１００は、作業内容等に合わせて、適宜、エンドアタッチメントの種類を交換可能に構成されてよい。

【0018】

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

【0019】

ショベル１００は、キャビン１０に搭乗するオペレータ（以下、便宜的に「搭乗オペレータ」）の操作に応じて、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等の被駆動要素を動作させる。

【0020】

また、ショベル１００は、所定の外部装置（例えば、後述の管理装置２００）から受信される遠隔操作信号に応じて、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等の被駆動要素を動作させてもよい。即ち、ショベル１００は、遠隔操作されてもよい。ショベル１００が遠隔操作される場合、キャビン１０の内部は、無人状態であってよい。

【0021】

また、ショベル１００は、キャビン１０の搭乗オペレータの操作や外部装置のオペレータ（以下、便宜的に「遠隔オペレータ」）の遠隔操作の内容に依らず、自動で油圧アクチュエータを動作させてもよい。これにより、ショベル１００は、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等の被駆動要素の少なくとも一部を自動で動作させる機能（以下、「自動運転機能」）を実現する。以下、搭乗オペレータ及び遠隔オペレータを包括的にオペレータと称する場合がある。

【0022】

自動運転機能には、搭乗オペレータの操作や遠隔操作オペレータの遠隔操作に応じて、操作対象の被駆動要素（油圧アクチュエータ）以外の被駆動要素（油圧アクチュエータ）を自動で動作させる機能（いわゆる「半自動運機能」）が含まれてよい。また、自動運転機能には、搭乗オペレータの操作や遠隔オペレータの遠隔操作がない前提で、複数の被駆動要素（油圧アクチュエータ）の少なくとも一部を自動で動作させる機能（いわゆる「完全自動運転機能」）が含まれてよい。ショベル１００において、完全自動運転機能が有効な場合、キャビン１０の内部は無人状態であってよい。また、自動運転機能には、ショベル１００の周囲の作業者等の人のジェスチャをショベル１００が認識し、認識されるジェスチャの内容に応じて、複数の被駆動要素（油圧アクチュエータ）の少なくとも一部を自動で動作させる機能（「ジェスチャ操作機能」）が含まれてよい。また、半自動運転機能や完全自動運転機能やジェスチャ操作機能には、自動運転の対象の被駆動要素（油圧アクチュエータ）の動作内容が予め規定されるルールに従って自動的に決定される態様が含まれてよい。また、半自動運転機能や完全自動運転機能やジェスチャ操作機能には、ショベル１００が自律的に各種の判断を行い、その判断結果に沿って、自律的に自動運転の対象の被駆動要素（油圧アクチュエータ）の動作内容が決定される態様（いわゆる「自律運転機能」）が含まれてもよい。

【0023】

［ショベルの構成］
次に、図１に加えて、図２～図５を参照して、ショベル１００の具体的な構成について説明する。

【0024】

図２～図４は、本実施形態に係るショベル１００の構成の一例、他の例、及び更に他の例を示すブロック図である。具体的には、図２～図４は、相互に、後述するリリーフ弁Ｖ７Ｂに関連する油圧回路の構成が異なる。図５は、作動油保持回路９０及びリリーフ弁Ｖ７Ｂを含む油圧回路の一例を示す図であり、具体的には、図４に示すショベル１００の構成に対応する作動油保持回路９０及びリリーフ弁Ｖ７Ｂを含む油圧回路の一例を示す図である。

【0025】

尚、図中において、機械的動力ラインは二重線、高圧油圧ラインは実線、パイロットラインは破線、電気駆動・制御ラインは点線でそれぞれ示される。

【0026】

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。また、本実施形態に係るショベル１００の油圧駆動系は、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とを含む。

【0027】

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による直接或いは間接的な制御の下、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。

【0028】

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（以下、「傾転角」）を調節する。

【0029】

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による制御の下、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）が制御されうる。

【0030】

コントロールバルブ１７は、例えば、上部旋回体３の中央部に搭載され、搭乗オペレータによる操作装置２６の操作や遠隔オペレータによる遠隔操作に応じて、油圧アクチュエータの制御を行う油圧制御装置である。コントロールバルブ１７は、上述の如く、高圧油圧ラインを介してメインポンプ１４と接続され、メインポンプ１４から供給される作動油を、オペレータの操作内容に応じて、油圧アクチュエータ（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）に選択的に供給する。具体的には、コントロールバルブ１７は、メインポンプ１４から油圧アクチュエータのそれぞれに供給される作動油の流量と流れる方向を制御する複数の制御弁（例えば、ブームシリンダ７に対応する後述の制御弁１７Ａ等）を含む。

【0031】

本実施形態に係るショベル１００の操作系は、パイロットポンプ１５と、操作装置２６とを含む。

【0032】

パイロットポンプ１５は、例えば、上部旋回体３の後部に搭載され、パイロットライン２５を介して操作装置２６に作動油（パイロット圧）を供給する。パイロットポンプ１５は、例えば、固定容量式油圧ポンプであり、上述の如く、エンジン１１により駆動される。

【0033】

操作装置２６は、キャビン１０の操縦席付近に設けられ、搭乗オペレータが各種動作要素（下部走行体１、上部旋回体３、ブーム４、アーム５、バケット６等）の操作を行うための操作入力手段である。換言すれば、操作装置２６は、それぞれの動作要素を駆動する油圧アクチュエータ（即ち、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、バケットシリンダ９等）の操作を搭乗オペレータが行うための操作入力手段である。

【0034】

図２～図４に示すように、操作装置２６は、例えば、パイロットライン２５を通じてパイロットポンプ１５から供給される作動油を利用する油圧パイロット式である。操作装置２６は、パイロットポンプ１５から供給される作動油を利用して、その操作内容に応じたパイロット圧をその二次側のパイロットライン２７に出力する。操作装置２６は、その二次側のパイロットライン２７を通じてコントロールバルブ１７に接続される。これにより、コントロールバルブ１７には、操作装置２６における下部走行体１、上部旋回体３、ブーム４、アーム５、及びバケット６等の操作状態に応じたパイロット圧が入力される。そのため、コントロールバルブ１７は、操作装置２６における操作状態に応じた、それぞれの油圧アクチュエータの動作を実現することができる。

【0035】

また、操作装置２６は、例えば、操作内容に応じた電気信号（以下、「操作信号」）を出力する電気式であってもよい。操作装置２６から出力される操作信号は、例えば、コントローラ３０に取り込まれる。コントローラ３０は、受信される操作信号に応じて、操作装置２６の操作内容に応じた制御指令を、パイロットポンプ１５とコントロールバルブ１７のパイロットポートとの間を結ぶパイロットラインに介設される油圧制御弁（以下、「操作用制御弁」）に出力する。これにより、操作用制御弁から操作装置２６の操作内容に応じたパイロット圧がコントロールバルブ１７に供給される。そのため、コントロールバルブ１７は、搭乗オペレータ等の操作装置２６に対する操作内容に応じた、それぞれの油圧アクチュエータの動作を実現することができる。

【0036】

尚、ショベル１００が遠隔操作される場合についても、操作用制御弁が利用されてよい。例えば、コントローラ３０は、外部装置から受信される遠隔操作信号に応じて、遠隔操作の内容に応じた制御指令を操作用制御弁に出力する。これにより、操作用制御弁から遠隔操作の内容に応じたパイロット圧がコントロールバルブ１７に供給される。そのため、コントロールバルブ１７は、遠隔オペレータによる遠隔操作の内容に応じた、それぞれの油圧アクチュエータの動作を実現することができる。また、ショベル１００が自動運転機能を有する場合についても、操作用制御弁が利用されてよい。例えば、コントローラ３０は、オペレータの操作に依らず、自動運転機能による油圧アクチュエータの動作に対応する制御指令を出力する。これにより、操作用制御弁から自動運転機能による油圧アクチュエータの動作に応じたパイロット圧がコントロールバルブ１７に供給される。そのため、コントロールバルブ１７は、自動運転機能に対応するそれぞれの油圧アクチュエータの動作を実現することができる。

【0037】

操作装置２６は、例えば、ブーム４（ブームシリンダ７）、アーム５（アームシリンダ８）、バケット６（バケットシリンダ９）、及び上部旋回体３（旋回油圧モータ２Ａ）のそれぞれを操作するレバー装置を含む。また、操作装置２６は、例えば、左右の下部走行体１（走行油圧モータ１Ｌ，１Ｒ）のそれぞれを操作するペダル装置或いはレバー装置を含む。

【0038】

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、操作圧センサ２９と、表示装置４０と、入力装置４２と、音声出力装置４４と、ブーム落下量検出装置５０と、ブーム姿勢センサＳ１と、アーム姿勢センサＳ２と、バケット姿勢センサＳ３と、機体傾斜センサＳ４と、ブームボトム圧センサＳ７Ｂと、ブームロッド圧センサＳ７Ｒと、アームボトム圧センサＳ８Ｂと、アームロッド圧センサＳ８Ｒと、バケットボトム圧センサＳ９Ｂと、バケットロッド圧センサＳ９Ｒと、リリーフ弁Ｖ７Ｂとを含む。

【0039】

コントローラ３０（制御装置の一例）は、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、或いは、ハードウェア及びソフトウェアの組み合わせ等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）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等のメモリ装置、ＲＯＭ（Read Only Memory）等の不揮発性の補助記憶装置、及び各種入出力用のインタフェース装置等を含むコンピュータを中心に構成される。

【0040】

例えば、コントローラ３０は、アタッチメントを自動で動作させる機能（以下、「アタッチメントの自動制御機能」）に関する制御を行う。アタッチメントの自動制御機能には、例えば、ショベル１００における所定の不安定現象（例えば、後述の後部浮き上がり現象）を抑制するようにアタッチメントを自動で動作させる安定化制御機能が含まれる。また、アタッチメントの自動制御機能には、アタッチメントに関する自動運転機能が含まれる。

【0041】

コントローラ３０は、例えば、不揮発性の補助記憶装置等にインストールされる一以上のプログラムをＣＰＵ上で実行することにより実現される、安定化制御機能に関する機能部として、動的不安定状態判定部３０１と、安定化制御部３０２とを含む。

【0042】

尚、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。

【0043】

操作圧センサ２９は、上述の如く、操作装置２６の二次側（パイロットライン２７）のパイロット圧、即ち、操作装置２６におけるそれぞれの動作要素（油圧アクチュエータ）の操作状態に対応するパイロット圧を検出する。操作圧センサ２９による操作装置２６における下部走行体１、上部旋回体３、ブーム４、アーム５、及びバケット６等の操作状態に対応するパイロット圧の検出信号は、コントローラ３０に取り込まれる。

【0044】

表示装置４０は、キャビン１０内の搭乗オペレータから視認し易い位置に配置され、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、例えば、液晶ディスプレイや有機ＥＬ（Electroluminescence）ディスプレイ等である。

【0045】

入力装置４２は、キャビン１０内の着座した搭乗オペレータから手が届く範囲に設けられ、搭乗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、例えば、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、操作装置２６に含まれるレバー装置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、ダイヤル等を含みうる。

【0046】

音声出力装置４４は、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、各種音声を出力する。音声出力装置４４は、例えば、スピーカやブザー等である。

【0047】

ブーム落下量検出装置５０（検出装置の一例）は、ブーム４の下げ方向への移動量（以下、「落下量」）に関する検出情報を出力する。このとき、ブーム４の落下量は、ショベル１００が所定の基準状態（例えば、水平面に位置している状態）において、ブーム４の所定位置の下方向への移動量である。ブーム４の落下量は、例えば、ブーム４の先端部の落下量であってもよいし、ブーム４の中央部の落下量であってもよい。ブーム落下量検出装置５０の検出情報は、コントローラ３０に取り込まれる。これにより、コントローラ３０は、ブーム落下量検出装置５０の検出情報に基づき、ブーム４の落下量を取得できる。

【0048】

ブーム落下量検出装置５０は、例えば、ブーム４の動作状態に関する検出情報を出力してよい。これにより、コントローラ３０は、ブーム４の動作状態から、直接的に、ブーム４の落下量を取得（算出）できる。この場合、ブーム落下量検出装置５０は、例えば、上述のブーム姿勢センサＳ１、具体的には、ロータリポテンショメータ、ロータリエンコーダ、加速度センサ、角加速度センサ、６軸センサ、ＩＭＵ等を含みうる。また、ブーム落下量検出装置５０は、ブームシリンダ７の動作状態に関する検出情報を出力してもよい。これにより、コントローラ３０は、ブームシリンダ７の動作状態から、間接的に、ブーム４の落下量を取得（算出）できる。この場合、ブーム落下量検出装置５０は、例えば、ブームシリンダ７の移動位置や移動速度等を検出するシリンダセンサを含みうる。また、ブーム落下量検出装置５０は、例えば、ブームシリンダ７のボトム側油室から外部に排出される作動油の量に関する検出情報を出力してよい。これにより、コントローラ３０は、ブームシリンダ７のボトム側油室から外部に排出された作動油の積算量を取得すると共に、ブームシリンダ７のボトム側油室から外部に排出された作動油の積算量を、ブームシリンダ７の移動量を介して、ブーム４の落下量に換算する態様で取得することができる。この場合、ブーム落下量検出装置５０は、例えば、ブームボトム圧を検出するブームボトム圧センサＳ７Ｂやブームシリンダ７のボトム側油室から外部に排出される作動油の流量を検出する流量センサ等を含みうる。

【0049】

ブーム姿勢センサＳ１は、ブーム４に取り付けられ、ブーム４の上部旋回体３に対する姿勢角度、具体的には、俯仰角度（以下、「ブーム角度」）を検出する。ブーム姿勢センサＳ１は、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。ブーム姿勢センサＳ１は、例えば、ロータリポテンショメータ、ロータリエンコーダ、加速度センサ、角加速度センサ、６軸センサ、ＩＭＵ（Inertial Measurement Unit：慣性計測装置）等を含んでよく、以下、アーム姿勢センサＳ２、バケット姿勢センサＳ３、機体傾斜センサＳ４についても同様である。ブーム姿勢センサＳ１によるブーム角度θ１に対応する検出信号は、コントローラ３０に取り込まれる。

【0050】

アーム姿勢センサＳ２は、アーム５に取り付けられ、アーム５のブーム４に対する姿勢角度、具体的には、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。アーム姿勢センサＳ２によるアーム角度θ２に対応する検出信号は、コントローラ３０に取り込まれる。

【0051】

バケット姿勢センサＳ３は、バケット６に取り付けられ、バケット６のアーム５に対する姿勢角度、具体的には、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の支点と刃先とを結ぶ直線が成す角度を検出する。バケット姿勢センサＳ３によるバケット角度θ３に対応する検出信号は、コントローラ３０に取り込まれる。

【0052】

機体傾斜センサＳ４は、所定の基準面（例えば、水平面）に対する機体（例えば、上部旋回体３）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により検出される傾斜角度（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。

【0053】

旋回状態センサＳ５は、上部旋回体３に取り付けられ、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の旋回角速度や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む。旋回状態センサＳ５により検出される旋回状態に関する検出情報は、コントローラ３０に取り込まれる。

【0054】

尚、機体傾斜センサＳ４に３軸回りの角速度を検出可能なジャイロセンサ、６軸センサ、ＩＭＵ等が含まれる場合、機体傾斜センサＳ４の検出信号に基づき上部旋回体３の旋回状態（例えば、旋回角速度）が検出されてもよい。この場合、旋回状態センサＳ５は、省略されてよい。

【0055】

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。

【0056】

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。

【0057】

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、コントローラ３０に取り込まれる。

【0058】

ブームロッド圧センサＳ７Ｒ及びブームボトム圧センサＳ７Ｂは、それぞれ、ブームシリンダ７に取り付けられ、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」）及びボトム側油室の圧力（以下、「ブームボトム圧」）を検出する。ブームロッド圧センサＳ７Ｒ及びブームボトム圧センサＳ７Ｂによるブームロッド圧及びブームボトム圧に対応する検出信号は、それぞれ、コントローラ３０に取り込まれる。

【0059】

アームロッド圧センサＳ８Ｒ及びアームボトム圧センサＳ８Ｂは、それぞれ、アームシリンダ８に取り付けられ、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」）、及びボトム側油室の圧力（以下、「アームボトム圧」）を検出する。アームロッド圧センサＳ８Ｒ及びアームボトム圧センサＳ８Ｂによるアームロッド圧及びアームボトム圧に対応する検出信号は、それぞれ、コントローラ３０に取り込まれる。

【0060】

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、それぞれ、バケットシリンダ９に取り付けられ、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」）及びボトム側油室の圧力（以下、「バケットボトム圧」）を検出する。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によるバケットロッド圧及びバケットボトム圧に対応する検出信号は、それぞれ、コントローラ３０に取り込まれる。

【0061】

リリーフ弁Ｖ７Ｂ（制御弁の一例）は、コントローラ３０からの制御指令に応じて、ブームシリンダ７のボトム側油室の作動油を外部（作動油タンクＴ）に排出し、ブームシリンダ７のボトム側油室の作動油の圧力を開放する。具体的には、リリーフ弁Ｖ７Ｂは、ブームボトム圧が、コントローラ３０からの制御指令により規定される設定圧力を超える場合に、ブームシリンダ７のボトム側油室の作動油を作動油タンクＴに排出する。これにより、ブームシリンダ７は、ロッドの先端で連結されているブーム４の自重によって、ボトム側、つまり、収縮側に移動し、結果として、ブーム４は、下げ方向に動作（回動）する。

【0062】

例えば、図２に示すように、リリーフ弁Ｖ７Ｂは、ブームシリンダ７のボトム側油室とコントロールバルブ１７との間の高圧油圧ラインに設けられてよい。また、例えば、図３に示すように、リリーフ弁Ｖ７Ｂは、ブームシリンダ７のロッド側油室とコントロールバルブ１７内のブームシリンダ７に対応する制御弁１７Ａとの間の高圧油圧ラインのうちのコントロールバルブ１７に内蔵される部分に設けられてもよい。つまり、リリーフ弁Ｖ７Ｂは、コントロールバルブ１７の内外問わず、ブームシリンダ７に対応する制御弁１７Ａとブームシリンダ７のボトム側油室との間の高圧油圧ラインに設けられてよい。

【0063】

尚、リリーフ弁Ｖ７Ｂは、制御弁１７Ａに内蔵されてもよい。この場合、リリーフ弁Ｖ７Ｂは、制御弁１７Ａ内におけるブームシリンダ７のボトム側油室と接続されるポートと連通する油路からコントロールバルブ１７内のセンタバイパス油路（メインポンプ１４の作動油を作動油タンクＴまで循環させる油路）に作動油を排出させる態様であってよい。

【0064】

また、図４に示すように、ブームシリンダ７のボトム側油室とコントロールバルブ１７との間の高圧油圧ラインに作動油保持回路９０が設けられる場合がありうる。作動油保持回路９０は、操作装置２６を通じてブーム４の下げ方向の操作（以下、「ブーム下げ操作」）が行われていない場合に、ブームシリンダ７のボトム側油室の作動油（の油圧）を保持する。これにより、例えば、作動油保持回路９０は、ブームシリンダ７側を上流としたときの下流側で、作動油の漏れ等が発生した場合であっても、ブーム４が下げ方向に落下するような事態を防止できる。

【0065】

この場合、リリーフ弁Ｖ７Ｂは、ブームシリンダ７のボトム側油室とコントロールバルブ１７内の制御弁１７Ａとの間の高圧油圧ライン上における作動油保持回路９０よりも制御弁１７Ａ側（ブームシリンダ７側を上流としたときの下流側）に設けられてよい。具体的には、リリーフ弁Ｖ７Ｂは、図４に示すように、コントロールバルブ１７の外、つまり、作動油保持回路９０とコントロールバルブ１７との間の高圧油圧ラインに設けられてもよい。また、リリーフ弁Ｖ７Ｂは、図３の場合と同様、ブームシリンダ７のボトム側油室とコントロールバルブ１７内のブームシリンダ７に対応する制御弁１７Ａとの間の高圧油圧ラインのうちのコントロールバルブ１７に内蔵される部分に設けられてもよい。また、リリーフ弁Ｖ７Ｂは、上述の如く、制御弁１７Ａに内蔵されてもよい。

【0066】

図５に示すように、作動油保持回路９０は、コントロールバルブ１７とブームシリンダ７のボトム側油室との間を接続する高圧油圧ラインに介設される。作動油保持回路９０は、主に、保持弁９０ａと、スプール弁９０ｂとを含む。本例では、図５中において、二つのブームシリンダ７が示されるが、メインポンプ１４とブームシリンダ７との間にコントロールバルブ１７と作動油保持回路９０が介設される点は、何れのブームシリンダ７についても同様である。そのため、一方のブームシリンダ７（図中の右側のブームシリンダ７）についての油圧回路を中心に説明する。

【0067】

保持弁９０ａは、コントロールバルブ１７からブームシリンダ７のボトム側油室への作動油の流入を許容する。具体的には、保持弁９０ａは、操作装置２６に対するブーム４の上げ方向の操作（以下、「ブーム上げ操作」）に対応して、油路９０１を通じてコントロールバルブ１７から供給される作動油を、油路９０３を通じてブームシリンダ７のボトム側油室に供給する。一方、保持弁９０ａは、ブームシリンダ７のボトム側油室（油路９０３）からコントロールバルブ１７に接続される油路９０１への作動油の流出を遮断する。保持弁９０ａは、例えば、ポペット弁である。

【0068】

また、保持弁９０ａは、油路９０１から分岐する油路９０２の一端に接続され、油路９０２に配置されるスプール弁９０ｂを通じてブームシリンダ７のボトム側油室の作動油を下流の油路９０１（コントロールバルブ１７）に排出することができる。具体的には、保持弁９０ａは、油路９０２に設けられるスプール弁９０ｂが非連通状態（図中の左端のスプール位置）の場合、ブームシリンダ７のボトム側油室の作動油が作動油保持回路９０の下流側（油路９０１）に排出されないように保持する。一方、保持弁９０ａは、スプール弁９０ｂが連通状態（図中の中央或いは右端のスプール位置）の場合、油路９０２を経由して、ブームシリンダ７のボトム側油室の作動油を作動油保持回路９０の下流側に排出することができる。

【0069】

スプール弁９０ｂは、油路９０２に設けられ、保持弁９０ａにより遮断されるブームシリンダ７のボトム側油室の作動油を作動油保持回路９０の下流（油路９０１）に迂回して排出させることができる。スプール弁９０ｂは、油路９０２を非連通にする第１のスプール位置（図中の左端のスプール位置）、油路９０２を絞って連通にする第２のスプール位置（図中の中央のスプール位置）、及び、油路９０２を全開で連通にする第３のスプール位置（図中の右端のスプール位置）を有する。このとき、第２のスプール位置において、スプール弁９０ｂは、パイロットポートに入力されるパイロット圧の大きさに応じて、その絞り度合いが可変される。

【0070】

スプール弁９０ｂは、パイロットポートにパイロット圧が入力されない場合、スプールが第１のスプール位置にあり、ブームシリンダ７のボトム側油室の作動油は、油路９０２を経由した作動油保持回路９０の下流（油路９０１）に排出されない。一方、スプール弁９０ｂは、そのパイロットポートにパイロット圧が入力される場合、そのパイロット圧の大きさに応じて、スプールが第２の位置或いは第３の位置の何れかにある。具体的には、スプール弁９０ｂは、パイロットポートに作用するパイロット圧が大きくなるほど、第２の位置における絞り度合いが小さくなると共に、スプールが第２のスプール位置から第３のスプール位置に近づく。そして、スプール弁９０ｂは、パイロットポートに作用するパイロット圧がある程度大きくなると、スプールが第３のスプール位置になる。

【0071】

また、本例では、スプール弁９０ｂにパイロット圧を入力するパイロット回路が設けられる。当該パイロット回路は、パイロットポンプ１５とブーム下げ用リモコン弁２６Ａａと、電磁比例弁９２と、シャトル弁９４とを含む。

【0072】

ブーム下げ用リモコン弁２６Ａａは、パイロットライン２５Ａを通じて、パイロットポンプ１５と接続される。ブーム下げ用リモコン弁２６Ａａは、操作装置２６のうちのブームシリンダ７を操作するレバー装置に含まれ、パイロットポンプ１５から供給される作動油を利用して、ブーム下げ操作に対応するパイロット圧をパイロットライン２７Ａに出力する。

【0073】

電磁比例弁９２は、パイロットポンプ１５とブーム下げ用リモコン弁２６Ａａとの間のパイロットライン２５Ａから分岐し、ブーム下げ用リモコン弁２６Ａａをバイパスしてシャトル弁９４の一方の入力ポートに接続されるパイロットライン２５Ｂに設けられる。電磁比例弁９２は、コントローラ３０からの制御指令に応じて、パイロットライン２５Ｂの連通／非連通状態を切り換えると共に、パイロットライン２５Ｂの連通状態における流路面積、つまり、流量を比例的に変化させることができる。

【0074】

尚、後述する図１０の安定化制御処理が採用されない場合、電磁比例弁９２の代わりに、パイロットライン２５Ｂの連通状態と非連通状態との切り換えだけが可能な電磁切換弁が採用されてもよい。

【0075】

シャトル弁９４は、一方の入力ポートにパイロットライン２５Ｂの一端が接続され、他方のポートには、ブーム下げ用リモコン弁２６Ａａの二次側のパイロットライン２７Ａの一端が接続される。シャトル弁９４は、二つの入力ポートのうちのパイロット圧が高い方をスプール弁９０ｂのパイロットポートに出力する。これにより、ブーム下げ操作がされている場合、シャトル弁９４からスプール弁９０ｂのパイロットポートにパイロット圧が作用し、スプール弁９０ｂが連通状態になる。そのため、スプール弁９０ｂは、レバー装置２６Ａに対するブーム下げ操作に対応して、ブームシリンダ７のボトム側油室の作動油を油路９０２経由で作動油保持回路９０の下流（油路９０１）に排出することができる。つまり、スプール弁９０ｂは、操作装置２６に対するブーム下げ操作と連動し、操作装置２６を通じてブーム下げ操作が行われる場合に、保持弁９０ａにより遮断された作動油をブームシリンダ７のボトム側油室から排出する。また、シャトル弁９４は、操作装置２６を通じてブーム下げ操作がされていない場合であっても、コントローラ３０による制御下で、電磁比例弁９２からシャトル弁９４を経由してスプール弁９０ｂのパイロットポートにパイロット圧を作用させることができる。そのため、コントローラ３０は、電磁比例弁９２を介して作動油保持回路９０（スプール弁９０ｂ）の作動油保持機能を解除し、操作装置２６（レバー装置）に対するブーム下げ操作の有無に依らず、油路９０２を連通状態にして、ブームシリンダ７のボトム側油室の作動油を作動油保持回路９０の下流（油路９０１）に排出させることができる。よって、コントローラ３０は、電磁比例弁９２を介して作動油保持回路９０の作動油保持機能を解除することにより、作動油保持回路９０よりも下流側、つまり、コントロールバルブ１７側に配置されるリリーフ弁Ｖ７Ｂによるブームシリンダ７のボトム側油室の圧力の開放機能を有効にすることができる。そして、コントローラ３０は、リリーフ弁Ｖ７Ｂによるブームシリンダ７のボトム側油室の圧力の開放機能が有効な状態で、リリーフ弁Ｖ７Ｂに制御指令を出力することで、リリーフ弁Ｖ７Ｂにブームシリンダ７のボトム側油室の圧力を開放させることができる。

【0076】

尚、リリーフ弁Ｖ７Ｂは、作動油保持回路９０の保持弁９０ａよりもブームシリンダ７側の高圧油圧ラインに設けられてもよい。この場合、リリーフ弁Ｖ７Ｂは、作動油保持回路９０の作動油保持機能の解除の有無に依らず、ブームシリンダ７のボトム側油室の作動油を作動油タンクＴに排出させることができる。つまり、コントローラ３０は、作動油保持回路９０の作動油保持機能を解除することなく、リリーフ弁Ｖ７Ｂに制御指令を出力することで、リリーフ弁Ｖ７Ｂにブームシリンダ７のボトム側油室の圧力を開放させることができる。また、リリーフ弁Ｖ７Ｂの代わりに、ブームシリンダ７のボトム側油室の作動油をブームシリンダ７のボトム側油室に排出（供給）する再生弁（制御弁の一例）が採用されてもよい。この場合、再生弁は、コントローラ３０からの制御指令に応じて、全閉状態から制御指令の内容に対応する開度で開放される。これにより、ブーム４の自重で、ブームシリンダ７のボトム側油室の作動油が再生弁を通じてブームシリンダ７のボトム側油室に再生され、ブーム４が下げ方向に動作する。

【0077】

動的不安定状態判定部３０１は、ショベル１００の下部走行体１及び上部旋回体３を含む機体が動的な不安定状態（以下、「動的不安定状態」）にあるか否かを判定する。機体の動的不安定状態は、アタッチメントの先端（バケット６）が地面に接触しておらず、空中にあるとき（以下、「アタッチメントの空中動作時」）に、ショベル１００の動作に応じて機体に作用する動的な外乱（例えば、アタッチメントの動作の反モーメントや下部走行体１の走行時に作用するモーメント等）に起因して、所定の不安定現象が発生する可能性がある状態を表す。また、機体の動的不安定状態には、アタッチメントの空中動作時以外（例えば、アタッチメントの掘削動作時）において、ショベル１００の動作に応じて機体に作用する動的な外乱に起因して、所定の不安定現象が発生する可能性がある状態を含んでもよい。

【0078】

例えば、図６は、所定の不安定現象の一例として、ショベル１００の機体（下部走行体１）の後部が浮き上がる現象（以下、「後部浮き上がり現象」）の具体例を示す図である。具体的には、図６Ａは、バケット６の開き動作によって、ショベル１００がバケット６内の収容物（例えば、土砂等）を排出させる作業（以下、便宜的に、「排土作業」）を行う状況を模式的に示す図である。図６Ｂは、ブーム４の下げ動作及びアーム５の開き動作によって、ショベル１００が排土作業を行う状況を模式的に示す図である。図６Ｃは、アーム５及びバケット６の閉じ動作によって、ショベル１００がバケット６に土砂等を抱え込む作業（つまり、掘削作業の後半工程）を行う状況を模式的に示す図である。図６Ｄは、ブーム４の上げ動作によって、ショベル１００がバケット６に抱えた土砂等を持ち上げる作業を行う状況を模式的に示す図である。図６Ｅは、掘削作業の開始に際して、ショベル１００が急激なブーム４の下げ動作を行った後、地面の直上でその動作を急停止させる状況を模式的に示す図である。図６（ｆ）は、バケット６が車体から相対的に大きく離れた状態で、ブーム４の上げ動作によって、ショベル１００がバケット６に抱えた土砂等を持ち上げる状況を模式的に示す図である。

【0079】

図６Ａ、図６Ｂに示すように、アタッチメントが空中でバケット６に土砂等を抱えた状態で、バケット６が開き動作を行ったり、ブーム４が下げ動作を行い、且つ、アーム５が開き動作を行ったりすると、その動的な外乱としての反モーメントが機体（上部旋回体３）に作用する。具体的には、当該反モーメントは、車体に対して、前方に転倒させるようなピッチング方向のモーメント（以下、「動的転倒モーメント」）として、作用する。

【0080】

また、図６Ｃに示すように、ショベル１００がアーム閉じ動作及びバケット閉じ動作によって、土砂等をバケット６に抱え込もうとすると、地面や土砂からの反力がバケット６に作用する。その結果、当該反力が、アタッチメントを通じ、ショベル１００の車体に前方に転倒させるようなピッチング方向の動的転倒モーメントを作用させる。

【0081】

また、図６Ｄに示すように、ショベル１００がバケット６を接地させた状態からブーム４を持ち上げると、バケット６に積載された土砂等の負荷によって、車体に前方に転倒させるようなピッチング方向の動的転倒モーメントが作用する。

【0082】

また、図６Ｅに示すように、ショベル１００が急激なブーム４の下げ動作を行った後に、その動作を急停止させると、アタッチメントの急停止による動的な外乱として、動的転倒モーメントがアタッチメントから車体に対して作用する。

【0083】

また、図６Ａ～図６Ｅの例示以外の状況でも、ショベル１００の後部浮き上がり現象が生じうる。

【0084】

例えば、アーム５とバケット６との接続態様が、クイックカップリングにより実現されている場合、ブーム４及びアーム５の動作と、バケット６の動作との間に位相差が生じる可能性がある。すると、位相遅れの態様によっては、バケット６の動作による反モーメントが、アタッチメントを通じて、増幅される態様で機体に動的転倒モーメントとして作用する可能性がある。

【0085】

また、例えば、アタッチメントを進行方向に向けてショベル１００（下部走行体１）が走行している最中に、オペレータの操作によって、或いは、地面の凹凸等の影響でショベル１００の走行が妨げられて、下部走行体１が急減速してしまうような場合がありうる。この場合、ショベル１００の急減速に起因して機体及びアタッチメントに作用する慣性力に基づく転倒支点回りの動的転倒モーメントが機体に作用し、ショベル１００の後部浮き上がり現象が発生する可能性がある。

【0086】

尚、"アタッチメントを進行方向に向けて"いる状態には、下部走行体１の進行方向とアタッチメントの向きとが完全に一致している状態だけでなく、下部走行体１の進行方向とアタッチメントの向きとの差異が比較的小さい状態も含まれる。以下の例示についても同様である。

【0087】

また、例えば、アタッチメントを進行方向に向けてショベル１００（下部走行体１）が走行している最中に、斜度が比較的大きい下り傾斜地に進入したり、比較的大きな窪みに下部走行体１の前部が落ちてしまったりすると、機体の前傾量が急に増加する場合がある。この場合、機体の前傾量の急増により、機体に下方への加速度（重力加速度）が生じ、直後に、地面に下部走行体１の前部が接地することで、機体（下部走行体１）に急減速が生じる。すると、この急減速に応じて、アタッチメントに作用する慣性力に基づく転倒支点回りの動的転倒モーメントが作用し、ショベル１００の後部浮き上がり現象が発生する可能性がある。

【0088】

以下、上述のように、ショベル１００の動作に応じて、後部浮き上がり現象が発生する状況（シチュエーション）を"動的不安定シチュエーション"と称する。

【0089】

ショベル１００の機体には、下部走行体１の前端部の接地点を支点（以下、「転倒支点」）として、前方に転倒させようとする（つまり、後部を浮き上がらせようとする）転倒モーメントと、前方への転倒（つまり、後部の浮き上がり）を抑制しようとする抑制モーメントが作用する。転倒モーメントには、アタッチメントの自重による静的な転倒モーメント（以下、「静的転倒モーメント」）と、ショベル１００の動作に伴う上述の動的転倒モーメントが含まれ、抑制モーメントは、機体（下部走行体１及び上部旋回体３）の自重により作用する。そのため、転倒モーメントは、バケット６の位置が転倒支点から離れるほど、つまり、バケット６の位置が機体（下部走行体１及び上部旋回体３）から離れるほど、大きくなる。また、転倒モーメントは、バケット６の収容物を含む重量が大きいほど、大きくなる。また、転倒モーメント（動的転倒モーメント）は、ショベル１００の動作の変化度合い（例えば、ショベル１００の排土作業時のバケット６の開き動作の角加速度）が大きいほど、大きくなる。また、下部走行体１に対する上部旋回体３の向き、つまり、アタッチメントの向きが下部走行体１の進行方向とずれている場合、下部走行体１の接地点の前端が機体に近づくため、相対的に、バケット６の位置が転倒支点から遠ざかると共に、機体の重心位置が転倒支点に近づくため、転倒モーメントが大きくなると共に、抑制モーメントが小さくなる。

【0090】

よって、バケット６の機体に対する位置関係、バケット６の収容物を含む重量、ショベル１００の動作の変化度合い、上部旋回体３の下部走行体１に対する向き等の条件によっては、転倒モーメントが抑制モーメントに対して相対的に大きくなり、結果として、ショベル１００の後部浮き上がり現象が発生する可能性がある。

【0091】

また、図７（図７Ａ、図７Ｂ）、図８（図８Ａ、図８Ｂ）は、所定の不安定現象の一例として、ショベル１００の振動現象の具体例を示す図である。具体的には、図７Ａ、図７Ｂは、アタッチメントの空中動作時において、ショベル１００の機体に振動現象が発生する状況を示す図である。また、図８Ａ、図８Ｂは、それぞれ、図７Ａ、図７Ｂにおけるショベル１００の排土動作に伴うピッチング方向の角度（以下、「ピッチ角度」）及び角速度（以下、「ピッチ角速度」）の時間波形を示す図である。本例では、空中動作の一例として、ショベル１００がバケット６内の収容物ＤＰを排出する排出動作を説明する。

【0092】

図７Ａに示すように、ショベル１００は、バケット６及びアーム５が閉じられ、且つ、ブーム４が上がった状態となっており、バケット６には、土砂等の収容物ＤＰが収容されている。

【0093】

図７Ｂに示すように、図７Ａに示す状態からショベル１００の排土動作が行われると、バケット６及びアーム５が大きく開かれ、且つ、ブーム４が下げられ、収容物ＤＰがバケット６の外部に排出される。このとき、アタッチメントの慣性モーメントの変化が、ショベル１００の車体を図中矢印Ａに示すピッチング方向に振動させるように作用する。

【0094】

具体的には、図８Ａ、図８Ｂに示すように、アタッチメントの空中動作（排土動作）に起因して、ショベル１００を前方に転倒させようとする動的転倒モーメントが発生し（図８Ａ中の丸囲み部分参照）、機体にピッチング方向の振動現象が発生することが分かる。

【0095】

また、上述の動的不安定シチュエーションで作用する動的転倒モーメントによっても、同様に、機体にピッチング方向の振動現象が発生しうる。

【0096】

例えば、動的不安定状態判定部３０１は、転倒支点（下部走行体１の前端部の接地点）回りに、ショベル１００の機体を前方に転倒させる転倒モーメントと、前方への転倒を抑制する抑制モーメントと比較することで、ショベル１００の機体が動的不安定状態であるか否かを判定してよい。

【0097】

上述の如く、転倒モーメントには、アタッチメントの自重による静的転倒モーメントと、ショベル１００の動作に伴う上述の動的転倒モーメントが含まれる。このうち、動的転倒モーメントは、アタッチメントの負荷状態、つまり、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のそれぞれの推力Ｆ１～Ｆ３、アタッチメントの姿勢状態及び動作状態、つまり、ブーム４、アーム５、及びバケット６のそれぞれの支点回りの姿勢角度、角速度、角加速度等に依存する。一方、抑制モーメントは、ショベル１００の機体、つまり、下部走行体１及び上部旋回体３の自重や転倒支点とそれぞれの重心との間の距離等に依存する。

【0098】

よって、動的不安定状態判定部３０１は、アタッチメントの負荷状態、姿勢状態、及び動作状態に関する検出情報、つまり、各センサＳ１～Ｓ４、Ｓ７Ｂ，Ｓ７Ｒ，Ｓ８Ｂ，Ｓ８Ｒ，Ｓ９Ｂ，Ｓ９Ｒ等の検出値に基づき、転倒モーメントを算出することができる。また、動的不安定状態判定部３０１は、ショベル１００の下部走行体１及び上部旋回体３の自重と、それぞれの重心と転倒支点との間の距離等から抑制モーメントを算出することができる。そして、動的不安定状態判定部３０１は、転倒モーメント及び抑制モーメントの算出値との間に、転倒モーメントが抑制モーメントを超えない範囲の所定の条件式（以下、「動的転倒抑制条件式」）を満足するか否かを判定してよい。これにより、動的不安定状態判定部３０１は、当該動的転倒抑制条件式を満足しない場合に、ショベル１００の機体が動的不安定状態にあると判定できる。

【0099】

また、例えば、動的不安定状態判定部３０１は、動的転倒モーメントが作用する場合に、ブームシリンダ７のブームボトム圧やアームシリンダ８のアームロッド圧が過大になる点を利用して、ショベル１００の機体が動的不安定状態にあるか否かを判定してもよい。具体的には、動的不安定状態判定部３０１は、ブームボトム圧センサＳ７Ｂやアームボトム圧センサＳ８Ｂの検出値が所定の上限値を超えている場合に、ショベル１００の機体が動的不安定状態にあると判定してよい。

【0100】

また、例えば、動的不安定状態判定部３０１は、ショベル１００の動作に応じて、動的に不安定現象が発生し易い具体的なシチュエーション（動的不安定シチュエーション）を把握することにより、ショベル１００の機体が動的不安定状態にあるか否かを判定してもよい。

【0101】

具体的には、動的不安定状態判定部３０１は、アタッチメントがバケット６内の収容物の排土動作（例えば、図６Ａ、図６Ｂ、図７Ａ、図７Ｂ等参照）を行う場合に、ショベル１００の機体が動的不安定状態にあると判定してよい。このとき、コントローラ３０は、ブーム姿勢センサＳ１、アーム姿勢センサＳ２、及びバケット姿勢センサＳ３の検出値から把握される現在のアタッチメントの姿勢状態や、直前のショベル１００の動作状態（例えば、バケット６に土砂等を収容したアタッチメントの姿勢状態で旋回動作が行われたか否か等）に基づき、アタッチメントがバケット６内の収容物の排土動作を行うか否かを判断してよい。また、コントローラ３０は、撮像装置Ｓ６の撮像画像に基づき、アタッチメントがバケット６内の収容物の排土動作を行うか否かを判断してもよい。

【0102】

また、動的不安定状態判定部３０１は、アタッチメントを進行方向に向けてショベル１００（下部走行体１）が走行している最中に、下部走行体１が急減速する場合に、ショベル１００の機体が動的不安定状態であると判定してよい。このとき、コントローラ３０は、機体傾斜センサＳ４により検出される上部旋回体３の旋回角度や撮像装置Ｓ６の撮像画像に含まれる下部走行体１の見え方等に基づき、アタッチメントの向きと下部走行体１の進行方向との一致度を判断してよい。また、コントローラ３０は、機体傾斜センサＳ４（に含まれる加速度センサ等）の検出値に基づき、下部走行体１の減速状態を判断してよい。

【0103】

また、動的不安定状態判定部３０１は、アタッチメントを進行方向に向けてショベル１００（下部走行体１）が走行している最中に、機体の傾斜量が急に増加する場合に、ショベル１００の機体が動的不安定状態であると判定してよい。このとき、コントローラ３０は、機体傾斜センサＳ４の検出情報や撮像装置Ｓ６の撮像画像等に基づき、機体の傾斜量の増加状態を判断してよい。

【0104】

安定化制御部３０２は、ショベル１００の機体に発生する不安定現象（例えば、後部浮き上がり現象や振動現象等）の発生を抑制し、ショベル１００の機体を安定化させる制御（以下、「安定化制御」を行う。

【0105】

例えば、安定化制御部３０２は、動的不安定状態判定部３０１によりショベル１００の機体が動的不安定状態にあると判定される場合に、リリーフ弁Ｖ７Ｂ或いはリリーフ弁Ｖ７Ｂ及び電磁比例弁９２に制御指令を出力し、ブームシリンダ７のボトム側油室の圧力を開放する。

【0106】

これにより、安定化制御部３０２は、上述の如く、動的転倒モーメントが発生しうる状況で、ブームシリンダ７のボトム側油室の圧力を開放させ、ブームシリンダ７のボトム側油室の作動油を外部に流動可能な状態を実現させることができる。そのため、ブームシリンダ７は、ブーム４の自重で、収縮方向、つまり、ブーム４の下げ方向に移動できるようになる。よって、ブームシリンダ７の収縮方向（下げ方向）への移動によって、機体に動的転倒モーメントを作用させる動的な外乱の少なくとも一部が吸収され、動的な外乱が機体に対する動的転倒モーメントとして伝達されにくくなり、ショベル１００の後部浮き上がり現象や振動現象等の所定の不安定現象を抑制できる。安定化制御部３０２による安定化制御の詳細は、後述する。

【0107】

尚、安定化制御部３０２は、リリーフ弁Ｖ７Ｂを制御する代わりに、コントロールバルブ１７（具体的には、制御弁１７Ａ）を制御することにより、直接的に（積極的に）、ブーム４を下げ方向に移動させてもよい。

【0108】

また、安定化制御部３０２は、安定化制御中におけるブーム４の落下量を制限する。これにより、コントローラ３０は、ショベル１００の動作に応じて、ショベル１００の機体に発生しうる不安定な現象を抑制しつつ、ブーム４の下げ方向への移動を抑制することができる。

【0109】

例えば、安定化制御部３０２は、安定化制御中におけるブーム４の下げ方向への移動速度を相対的に低くなるように制限してよい。このとき、安定化制御部３０２は、各時点におけるブーム４の下げ方向への移動速度が所定の上限値以下になるように制限してもよいし、所定時間におけるブーム４の落下量（つまり、平均移動速度）が所定の上限値以下になるように制限してもよい。これにより、安定化制御部３０２は、単位時間当たりのブーム４の下げ方向の移動量を相対的に低く制限できる。

【0110】

また、例えば、安定化制御部３０２は、安定化制御中におけるブーム４の下げ方向への絶対的な移動量を制限してもよい。つまり、安定化制御部３０２は、ブーム４の落下量が所定閾値以下の範囲で、ブーム４の下げ方向の動作が停止するように、安定化制御を行ってもよい。

【0111】

安定化制御部３０２を中心とする安定化制御の詳細は、後述する（図９、図１０参照）。

【0112】

［アタッチメントの自動制御機能の一例］
次に、図９、図１０を参照して、コントローラ３０（動的不安定状態判定部３０１、安定化制御部３０２）によるアタッチメントの自動制御機能の一例（安定化制御機能）について説明する。

【0113】

＜安定化制御の一例＞
図９は、コントローラ３０による安定化制御に関する処理（以下、「安定化制御処理」）の一例を概略的に示すフローチャートである。本フローチャートによる処理は、例えば、ショベル１００の起動からショベル１００の停止までの間で、所定の処理間隔ごとに、くりかえし実行される。以下、図１０のフローチャートについても同様である。

【0114】

ステップＳ１０２にて、動的不安定状態判定部３０１は、ショベル１００の機体が動的不安定状態にあるか否か、つまり、ショベル１００の機体に所定の不安定現象が発生する可能性があるか否かを判定する。動的不安定状態判定部３０１は、ショベル１００の機体が動的不安定状態にある、つまり、ショベル１００の機体に所定の不安定現象が発生する可能性がある場合、ステップＳ１０４に進み、それ以外の場合、今回の処理を終了する。

【0115】

ステップＳ１０４にて、安定化制御部３０２は、リリーフ弁Ｖ７Ｂ或いは電磁比例弁９２及びリリーフ弁Ｖ７Ｂに制御指令を出力し、リリーフ弁Ｖ７Ｂを介して、ブーム４のボトム側油室の作動油をリリーフさせる制御（以下、「ボトムリリーフ制御」）を開始する。

【0116】

ステップＳ１０６にて、安定化制御部３０２は、ブーム落下量検出装置５０から取り込まれる検出情報に基づき、ボトムリリーフ制御開始後のブーム４の落下量を取得する。

【0117】

ステップＳ１０８にて、安定化制御部３０２は、取得したブーム４の落下量の増加に応じて、リリーフ弁Ｖ７Ｂの設定圧力を上げる。これにより、ブーム４の落下量が増加するほど、ブームシリンダ７のボトム側油室の作動油が外部に排出されにくくなる、具体的には、ブームシリンダ７のボトム側油室から外部に排出される作動油の流量が少なくなる。そのため、コントローラ３０は、ボトムリリーフ制御開始後のブーム４の落下量を制限することができる。このとき、安定化制御部３０２は、例えば、ブーム４の落下量と、リリーフ弁Ｖ７Ｂの設定圧力との対応関係が予め規定される制御マップに基づき、リリーフ弁Ｖ７Ｂの設定圧力を決定してよい。

【0118】

ステップＳ１１０にて、動的不安定状態判定部３０１は、ショベル１００の機体の動的不安定状態が継続しているか否か、つまり、ショベル１００の機体に所定の不安定現象が発生する可能性のある状態が継続しているか否かを判定する。動的不安定状態判定部３０１は、ショベル１００の機体の動的不安定状態が継続している、つまり、ショベル１００の機体に所定の不安定現象が発生する可能性のある状態が継続している場合、ステップＳ１０６に戻って、ステップＳ１０６～Ｓ１１０の処理を繰り返す。一方、動的不安定状態判定部３０１は、ショベル１００の機体の動的不安定状態が終了している場合、つまり、ショベル１００の機体に所定の不安定現象が発生する可能性のある状態が終了している場合、ステップＳ１１２に進む。

【0119】

ステップＳ１１２にて、動的不安定状態判定部３０１は、リリーフ弁Ｖ７Ｂ或いは電磁比例弁９２及びリリーフ弁Ｖ７Ｂの制御を停止することで、ボトムリリーフ制御を停止し、今回の処理を終了する。

【0120】

このように、本例では、コントローラ３０は、ショベル１００の動作に応じて、ブーム４の下げ方向の移動量を制限するように、ブーム４を下げ方向に動作させる。具体的には、コントローラ３０は、ショベル１００の動作に応じて、リリーフ弁Ｖ７Ｂを制御し、ブームシリンダ７のボトム側油室の作動油を外部に排出させると共に、リリーフ弁Ｖ７Ｂを制御し、ブームシリンダ７の落下量の増加に応じて、ブームシリンダ７のボトム側油室から外部に排出される作動油の流量を少なくさせる。これにより、コントローラ３０は、上述の如く、ショベル１００の動作に応じて、ショベル１００の機体に発生しうる不安定な現象を抑制しつつ、ブーム４の下げ方向への移動を抑制することができる。

【0121】

＜安定化制御の他の例＞
図１０は、コントローラ３０による安定化制御処理の他の例を概略的に示すフローチャートである。具体的には、図１０は、作動油保持回路９０（図４、図５参照）が搭載されるショベル１００のコントローラ３０により採用可能な安定化制御処理を例示するフローチャートである。

【0122】

ステップＳ２０２～Ｓ２０６，Ｓ２１０，Ｓ２１２の処理は、図９のステップＳ１０２～Ｓ１０６，Ｓ１１０，Ｓ１１２と同じであるため、説明を省略する。

【0123】

ステップＳ２０８にて、安定化制御部３０２は、取得したブーム４の落下量の増加に応じて、作動油保持回路９０の解除度合いを低くする、つまり、作動油保持回路９０の下流側（コントロールバルブ１７側）への開口を絞る。具体的には、安定化制御部３０２は、取得したブーム４の落下量の増加に応じて、電磁比例弁９２への制御指令を変化させることにより、スプール弁９０ｂの開度を小さくしていく。これにより、ブーム４の落下量が増加するほど、ブームシリンダ７のボトム側油室の作動油が作動油保持回路９０の下流側に流れにくくなる。そのため、コントローラ３０は、結果として、作動油保持回路９０（スプール弁９０ｂ）の下流側に位置するリリーフ弁Ｖ７Ｂを通じて、ブームシリンダ７のボトム側油室から外部に排出される作動油の流量を少なくさせ、ボトムリリーフ制御開始後のブーム４の落下量を制限することができる。このとき、安定化制御部３０２は、例えば、ブーム４の落下量と、スプール弁９０ｂの開度に対応する電磁比例弁９２に対する制御指令（例えば、制御電流値）との対応関係が予め規定される制御マップに基づき、電磁比例弁９２に対する制御指令の内容を決定してよい。

【0124】

このように、本例では、コントローラ３０は、ショベル１００の動作に応じて、作動油保持回路９０を制御し、ブームシリンダ７のボトム側油室からの作動油の流出を遮断する機能（以下、「遮断機能」）を解除し、且つ、リリーフ弁Ｖ７Ｂを制御し、ブームシリンダ７のボトム側油室の作動油を外部に排出させると共に、作動油保持回路９０を制御し、ブーム４の落下量の増加に応じて、作動油保持回路９０の遮断機能の解除度合いを低くしていくことにより、ブームシリンダ７のボトム側油室から外部に排出される作動油の流量を少なくさせる。これにより、コントローラ３０は、上述の如く、ショベル１００の動作に応じて、ショベル１００の機体に発生しうる不安定な現象を抑制しつつ、ブーム４の下げ方向への移動を抑制することができる。

【0125】

尚、本例では、コントローラ３０は、ショベル１００の機体が動的不安定状態である場合、つまり、ショベル１００の機体に所定の不安定現象が発生する可能性がある場合に、ブームシリンダ７のボトム側油室の作動油を外部に排出させる（ブーム４を下げ方向に移動させる）が、当該態様には限定されない。例えば、コントローラ３０は、後部浮き上がり現象や振動現象等の所定の不安定現象が発生した場合（具体的には、発生直後）に、ブームシリンダ７のボトム側油室の作動油を外部に排出させる（ブーム４を下げ方向に移動させる）態様であってもよい。これにより、既に発生したショベル１００の機体の後部浮き上がり現象や振動現象等の所定の不安定現象の増大を抑制し、早期に不安定現象を収束させることができる。この場合、コントローラ３０は、機体傾斜センサＳ４の検出値や撮像装置Ｓ６の撮像画像等に基づき、下部走行体１の後部浮き上がり現象や振動現象等の発生を検出してよい。また、コントローラ３０は、ブーム４の移動量を所定基準以外に制限するのに代えて、或いは、加えて、移動速度や移動加速度等を所定基準以下に制限してもよい。

【0126】

［ショベルの自動制御機能の他の例］
次に、ショベルの自動制御機能の他の例について説明する。

【0127】

例えば、コントローラ３０は、安定化制御機能において、上述の一例の場合と異なり、ブーム４に代えて、或いは、加えて、アーム５を自動で動作させてもよい。

【0128】

具体的には、コントローラ３０は、ショベル１００の機体に所定の不安定現象が発生する可能性がある、或いは、発生した場合に、アーム５を閉じ方向に自動で動作させてよい。コントローラ３０は、例えば、アームシリンダ８のロッド側油室の作動油をリリーフ弁により作動油タンクに排出させ、作動油の圧力を開放することで、アーム５の自重でアーム５を閉じ方向に移動させてよい。これにより、アタッチメントの重心位置が機体側に近づくため、ショベル１００の静的な安定度が向上し、ショベル１００の機体の後部浮き上がり現象等を抑制することができる。また、例えば、ショベル１００の動作に応じて、動的にショベル１００の機体に後部浮き上がり現象が発生する可能性がある場合であっても、アームシリンダがクッションの役割を果たし、後部浮き上がり現象を抑制することができる。この際、コントローラ３０は、上述のブーム４の場合と同様、アーム５の閉じ方向への移動量、移動速度、及び移動加速度の少なくとも一つを所定基準以下に制限してよい。これにより、ショベル１００の機体における不安定現象の発生を抑制しつつ、ショベル１００の動作を相対的に小さくし、オペレータや周囲の作業者等に与える不安を抑制させることができる。

【0129】

また、例えば、コントローラ３０は、安定化制御機能に代えて、或いは、加えて、自動運転機能によって、アタッチメントを自動で動作させてもよい。この際、コントローラ３０は、上述の一例の場合と同様、アタッチメント（ブーム４、アーム５、及びバケット６の少なくとも一つ）の移動量、移動速度、及び移動加速度の少なくとも一つを所定基準以下に制限してよい。これにより、ショベル１００の自動運転機能を実現しつつ、ショベル１００の動作を相対的に小さくし、オペレータや周囲の作業者等に与える不安を抑制させることができる。

【0130】

［ショベル管理システムの構成］
次に、図１１を参照して、ショベル管理システムＳＹＳの構成について説明する。

【0131】

図１１に示すように、ショベル１００は、ショベル管理システムＳＹＳの構成要素であってもよい。

【0132】

ショベル管理システムＳＹＳは、ショベル１００と、管理装置２００と、携帯端末３００とを含む。ショベル管理システムＳＹＳに含まれるショベル１００は、一台であっても複数台であってもよい。また、ショベル管理システムＳＹＳに含まれる携帯端末３００は、一台であってもよいし、複数台であってもよい。

【0133】

ショベル管理システムＳＹＳは、例えば、管理装置２００において、ショベル１００から各種情報を収集し、ショベル１００の運用状況や故障の有無等を監視する。また、ショベル管理システムＳＹＳは、例えば、管理装置２００から携帯端末３００に対して、ショベル１００に関する各種情報を配信したり、管理装置２００からショベル１００に制御指令を送信したりする。

【0134】

＜ショベルの構成＞
図１１に示すように、ショベル１００は、通信装置Ｔ１を含み、管理装置２００と通信可能に構成される。

【0135】

通信装置Ｔ１は、所定の通信回線ＮＷを通じて、ショベル１００の外部装置（例えば、管理装置２００）と通信を行う。通信回線ＮＷは、例えば、基地局を末端とする移動体通信網を含んでよい。また、通信回線ＮＷは、例えば、通信衛星を利用する衛星通信網を含んでもよい。また、通信回線ＮＷは、例えば、インターネット網を含んでもよい。また、通信回線ＮＷは、例えば、ブルートゥース（登録商標）やＷｉＦｉ等の規格に基づく近距離通信網であってもよい。

【0136】

通信装置Ｔ１は、例えば、コントローラ３０の制御下で、ショベル１００で取得される各種情報を管理装置２００にアップロード（送信）する。また、通信装置Ｔ１は、例えば、管理装置２００から通信回線ＮＷを通じて送信される情報を受信する。通信装置Ｔ１により受信される情報は、コントローラ３０に取り込まれる。

【0137】

通信装置Ｔ１以外のショベル１００のその他の構成は、例えば、図２～図４等で表されてよい。そのため、その他の構成に関する説明を省略する。

【0138】

＜管理装置の構成＞
管理装置２００は、ショベル１００の外部に配置される。管理装置２００は、例えば、ショベル１００が作業を行う作業現場とは異なる場所に設置されるサーバである。当該サーバは、クラウドサーバであってもよいし、エッジサーバであってもよい。また、管理装置２００は、例えば、ショベル１００が作業を行う作業現場の管理事務所に配置される管理端末であってもよい。

【0139】

管理装置２００は、制御装置２１０と、通信装置２２０と、表示装置２３０と、入力装置２４０とを含む。

【0140】

制御装置２１０は、管理装置２００の動作に関する各種制御を行う。制御装置２１０は、その機能が任意のハードウェア、或いは、任意のハードウェア及びソフトウェアの組み合わせにより実現されてよい。制御装置２１０は、例えば、ＣＰＵ、ＲＡＭ等のメモリ装置、ＲＯＭ等の補助記憶装置、及び各種の入出力用のインタフェース装置等を含むコンピュータを中心に構成される。以下、後述する携帯端末３００の制御装置３１０についても同様である。

【0141】

通信装置２２０は、通信回線ＮＷを通じて、所定の外部装置（例えば、ショベル１００や携帯端末３００）と通信を行う。通信装置２２０は、例えば、制御装置２１０の制御下で、ショベル１００や携帯端末３００に各種情報や制御指令等を送信する。また、通信装置２２０は、例えば、ショベル１００や携帯端末３００から送信（アップロード）される情報を受信する。通信装置２２０により受信される情報は、制御装置２１０に取り込まれる。

【0142】

表示装置２３０は、制御装置２１０の制御下で、管理装置２００の管理者や作業者等（以下、「管理者等」）に向けて、各種情報画像を表示する。表示装置２３０は、例えば、有機ＥＬ（Electroluminescence）ディスプレイや液晶ディスプレイである。以下、後述する携帯端末３００の表示装置３３０についても同様である。

【0143】

入力装置２４０は、管理装置２００の管理者等からの操作入力を受け付け、制御装置２１０に出力する。入力装置２４０は、例えば、ボタン、トグル、レバー、ジョイスティック、キーボード、マウス、タッチパネル等の任意のハードウェアの操作入力手段を含む。また、入力装置２４０は、表示装置２３０に表示される、ハードウェアの操作入力手段（例えば、タッチパネル）を通じて操作可能な仮想的な操作入力手段（例えば、ボタンアイコン等）を含んでもよい。以下、後述する携帯端末３００の入力装置３４０についても同様である。

【0144】

例えば、上述の動的不安定状態判定部３０１の機能は、管理装置２００（制御装置２１０）に移管されてよい。この場合、制御装置２１０は、例えば、ショベル１００からアップロードされる情報に基づき、上述と同様の方法で、ショベル１００の機体が動的不安定状態にあるか否か等を監視（判定）してよい。そして、制御装置２１０は、通信装置２２０を通じて、ショベル１００が動的不安定状態にある旨を通知してよい。これにより、ショベル１００（コントローラ３０）は、管理装置２００からの通知に応じて、安定化制御機能を作動させることができる。

【0145】

また、例えば、更に、上述の安定化制御部３０２の機能が管理装置２００（制御装置２１０）に移管されてもよい。この場合、制御装置２１０は、ショベル１００が動的不安定状態にある、或いは、静的不安定状態にあると判定した場合、通信装置２２０を通じて、ブームシリンダ７のボトムリリーフ制御を行うように指令する制御指令をショベル１００に送信してよい。

【0146】

また、制御装置２１０は、例えば、ショベル１００の機体が動的不安定状態にあるか否かの監視結果（判定結果）に関する情報を携帯端末３００に逐次送信してもよい。これにより、携帯端末３００を所持するショベル１００の管理者や作業現場の監督者等は、ショベル１００の外部からその安定状態を把握することができる。

【0147】

＜携帯端末の構成＞
携帯端末３００は、ショベル１００のオーナ、管理者、作業現場の監督者、オペレータ等により所持される。携帯端末３００は、例えば、携帯電話、スマートフォン、タブレット端末、ラップトップ型のコンピュータ端末等である。

【0148】

携帯端末３００は、制御装置３１０と、通信装置３２０と、表示装置３３０と、入力装置３４０とを含む。

【0149】

制御装置３１０は、携帯端末３００の動作に関する各種制御を行う。

【0150】

通信装置３２０は、通信回線ＮＷを通じて、所定の外部装置（例えば、管理装置２００）と通信を行う。通信装置３２０は、例えば、制御装置３１０の制御下で、管理装置２００に各種情報を送信する。また、通信装置３２０は、例えば、管理装置２００から送信（ダウンロード）される情報を受信する。通信装置３２０により受信される情報は、制御装置３１０に取り込まれる。

【0151】

表示装置３３０は、制御装置３１０の制御下で、携帯端末３００のユーザに向けて各種情報画像を表示する。

【0152】

入力装置３４０は、携帯端末３００のユーザからの操作入力を受け付け、制御装置３１０に出力する。

【0153】

携帯端末３００のユーザは、入力装置３４０に対して所定の操作を行い、制御装置３１０にインストールされる所定のアプリケーションプログラム（以下、「ショベル安定状態閲覧アプリ」）を起動させる。そして、携帯端末３００のユーザは、ショベル安定状態閲覧アプリに対応する所定のアプリ画面上で、入力装置３４０を通じて、ショベル１００の安定状態に関する監視結果の閲覧を要求する要求信号を管理装置２００に送信させるための操作を行う。制御装置３１０は、当該操作に応じて、通信装置３２０を通じて、要求信号を管理装置２００に送信する。これにより、管理装置２００は、携帯端末３００からの要求信号に応じて、ショベル１００の安定状態に関する監視結果（判定結果）を所定の制御周期毎に携帯端末３００に逐次送信する。よって、携帯端末３００のユーザは、ショベル１００の外部からショベル１００の安定状態を確認することができる。

【0154】

また、携帯端末３００は、通信装置３２０を通じて、ショベル１００と直接的に通信可能な構成であってもよい。この場合、動的不安定状態判定部３０１の機能や安定化制御部３０２の機能は、携帯端末３００の制御装置３１０に移管されてもよい。

【0155】

［作用］
次に、本実施形態に係るショベル１００の作用について説明する。

【0156】

本実施形態では、コントローラ３０は、アタッチメントの動作が相対的に小さくなる（大きくならない）ように、アタッチメントを自動で動作させる。具体的には、コントローラ３０は、アタッチメントの移動量、移動速度、及び移動加速度の少なくとも一つを所定基準以下に制限するように、アタッチメントを自動で動作させる。

【0157】

これにより、ショベル１００のアタッチメントの自動制御を実現しつつ、オペレータや周囲の作業者等に与える不安を抑制することができる。そのため、アタッチメントを自動で動作させる場合のショベル１００の安全性を向上させることができる。

【0158】

［変形・変更］
以上、本発明を実施するための形態について詳述したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

【0159】

例えば、上述した実施形態では、ショベル１００は、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等の各種動作要素を全て油圧駆動する構成であったが、その一部が電気駆動される構成であってもよい。つまり、上述した実施形態で開示される構成等は、ハイブリッドショベルや電動ショベル等に適用されてもよい。

【0160】

最後に、本願は、２０１８年１０月３日に出願した日本国特許出願２０１８－１８８４５４号に基づく優先権を主張するものであり、日本国特許出願の全内容を本願に参照により援用する。

【符号の説明】

【0161】

１ 下部走行体
１Ｌ 走行油圧モータ
１Ｒ 走行油圧モータ
２Ａ 旋回油圧モータ
２ 旋回機構
３ 上部旋回体
４ ブーム
５ アーム
６ バケット
７ ブームシリンダ
８ アームシリンダ
９ バケットシリンダ
１０ キャビン
１１ エンジン
１３ レギュレータ
１４ メインポンプ
１５ パイロットポンプ
１７ コントロールバルブ
１７Ａ 制御弁
２５，２５Ａ パイロットライン
２６ 操作装置
２７，２７Ａ パイロットライン
２９ 操作圧センサ
３０ コントローラ
４０ 表示装置
４２ 入力装置
４４ 音声出力装置
９０ 作動油保持回路
９０ａ 保持弁
９０ｂ スプール弁
９２ 電磁比例弁
９４ シャトル弁
１００ ショベル
Ｓ１ ブーム姿勢センサ
Ｓ２ アーム姿勢センサ
Ｓ３ バケット姿勢センサ
Ｓ４ 機体傾斜センサ
Ｓ５ 旋回状態センサ
Ｓ６ 撮像装置
Ｓ７Ｂ ブームボトム圧センサ
Ｓ７Ｒ ブームロッド圧センサ
Ｓ８Ｂ アームボトム圧センサ
Ｓ８Ｒ アームロッド圧センサ
Ｓ９Ｂ バケットボトム圧センサ
Ｓ９Ｒ バケットロッド圧センサ
Ｖ７Ｂ リリーフ弁

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6A】

【図6B】

【図6C】

【図6D】

【図6E】

【図7A】

【図7B】

【図8A】

【図8B】

【図9】

【図10】

【図11】