特許 7522586 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】2024-07-17

(45)【発行日】2024-07-25

(54)【発明の名称】ショベル

(51)【国際特許分類】

   E02F 9/22 20060101AFI20240718BHJP

   E02F 9/20 20060101ALI20240718BHJP

【ＦＩ】

E02F9/22 E

E02F9/20 N

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2020096717

(22)【出願日】2020-06-03

(65)【公開番号】P2021188432

(43)【公開日】2021-12-13

【審査請求日】2023-03-15

(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】本田 圭二

【審査官】小倉 宏之

(56)【参考文献】

【文献】特開平０９－０４１４２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０８－０１３５４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０２０／０７１３１４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】韓国公開特許第１０－２０１４－０１３９６６４（ＫＲ，Ａ）

【文献】実開平０６－００１８０５（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２０１９－００７１７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－１８６９４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－２０５４９６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｅ０２Ｆ ９／２２

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、前記ブームの先端に取り付けられるアーム、及び前記アームの先端に取り付けられるバケットを含むアタッチメントと、
前記ブームを駆動するブームシリンダと、
前記ブームの操作状態に応じて、前記ブームシリンダに作動油を供給する制御弁と、を備え、
前記アタッチメントが前記バケットの収容物を外部に排出するための排出動作を行う場合、前記ブームの操作状態に関わらず、前記制御弁を用いて、前記ブームシリンダのボトム側油室及びロッド側油室のうちのボトム側油室のみに作動油を供給する、
ショベル。

【請求項2】

前記アタッチメントが前記排出動作を行う場合、前記アタッチメントの前記排出動作により前記ブームシリンダに作用する伸び方向の力に起因する前記ブームシリンダの縮み方向への揺り戻し動作を抑制するように、前記制御弁を用いて、前記ブームシリンダに作動油を供給する、
請求項１に記載のショベル。

【請求項3】

前記アタッチメントが前記排出動作を行う場合、前記制御弁を用いて、前記ブームシリンダのボトム側油室に作動油を供給すると共に、前記ブームシリンダのロッド側油室から作動油を排出させ、前記ブームを上げ方向に動かす、
請求項１又は２に記載のショベル。

【請求項4】

前記ブームの操作が行われていない状態で、前記アタッチメントが前記排出動作を行っている場合、前記制御弁を用いて、前記ブームシリンダに作動油を供給する、
請求項１乃至３の何れか一項に記載のショベル。

【請求項5】

ショベルの動的な安定性が低下する可能性が相対的に高い状態で、前記アタッチメントが前記排出動作を行っている場合、前記制御弁を用いて、前記ブームシリンダに作動油を供給する、
請求項１乃至４の何れか一項に記載のショベル。

【請求項6】

ショベルの動的な安定性が低下する可能性が相対的に高い状態には、前記バケットに所定基準を超える収容物が収容されている状態が含まれる、
請求項５に記載のショベル。

【請求項7】

ショベルの動的な安定性が低下する可能性が相対的に高い状態には、前記アーム及び前記バケットの少なくとも一方の速度又は加速度が相対的に大きい状態が含まれる、
請求項５又は６に記載のショベル。

【請求項8】

前記アタッチメントが前記排出動作を行う場合、前記制御弁を用いて、前記ブームの加速度、前記アタッチメントの加速度、及び前記バケットの収容物による前記アタッチメントの負荷状態に応じた流量の作動油を前記ブームシリンダに供給する、
請求項１乃至７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】

本開示は、ショベルに関する。

【背景技術】

【0002】

例えば、バケットに収容される土砂等の収容物を外部に排出するアタッチメントの動作（以下、「排出動作」）の際に、ブームシリンダのボトム側油室の作動油をリリーフする技術が知られている（特許文献１参照）。

【0003】

かかる技術によれば、アタッチメントの排出動作の際に、ブームシリンダに作用する伸び方向の力の揺り戻しの縮み方向の力により上昇するブームシリンダのボトム側油室の圧力を逃がし、機体に作用する転倒モーメントを抑制することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１９－７１７５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、上記の技術では、機体に作用する動的に発生する転倒モーメントを抑制することができるが、ブームが下げ方向に移動するため、アタッチメントの全体の重心は、機体から離れる方向に移動し、静的な安定性が低下する可能性がある。

【0006】

そこで、上記課題に鑑み、アタッチメントの排出動作の際に、ショベルの安定性をより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、本開示の一実施形態では、
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、前記ブームの先端に取り付けられるアーム、及び前記アームの先端に取り付けられるバケットを含むアタッチメントと、
前記ブームを駆動するブームシリンダと、
前記ブームの操作状態に応じて、前記ブームシリンダに作動油を供給する制御弁と、を備え、
前記アタッチメントが前記バケットの収容物を外部に排出するための排出動作を行う場合、前記ブームの操作状態に関わらず、前記制御弁を用いて、前記ブームシリンダのボトム側油室及びロッド側油室のうちのボトム側油室のみに作動油を供給する、
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、アタッチメントの排出動作の際に、ショベルの安定性をより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】ショベル管理システムの一例を示す概略図である。

【図2】ショベル管理システムの構成の一例を示す図である。

【図3】ショベル管理システムの構成の他の例を示す図である。

【図4】ショベル（アタッチメント）の排出動作時のショベルの挙動変化を表す図である。

【図5】ショベル（アタッチメント）の排出動作時にブームシリンダ及び機体のそれぞれに作用する力及びモーメントを表す図である。

【図6】ショベル（アタッチメント）の排出動作時にブームシリンダ及び機体のそれぞれに作用する力及びモーメントを表す図である。

【図7】ショベルの排出動作時の挙動安定化に関する構成の第１例を示す図である。

【図8】ショベルの排出動作時の挙動安定化に関する構成の第２例を示す図である。

【図9】ショベルの排出動作時の挙動安定化に関する制御処理の第１例を概略的に示すフローチャートである。

【図10】ショベルの排出動作時の挙動安定化に関する制御処理の第２例を概略的に示すフローチャートである。

【図11】ショベルの排出動作時の挙動安定化に関する制御処理の第３例を概略的に示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、図面を参照して実施形態について説明する。

【0011】

［ショベル管理システムの概要］
まず、図１を参照して、本実施形態に係るショベル管理システムＳＹＳ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管理システムＳＹＳの一例を示す概略図である。

【0013】

図１に示すように、ショベル管理システムＳＹＳは、ショベル１００と、管理装置２００とを含む。

【0014】

ショベル管理システムＳＹＳに含まれるショベル１００は、一台であってもよいし、複数台であってもよい。同様に、ショベル管理システムＳＹＳに含まれる管理装置２００は、複数であってもよい。即ち、複数の管理装置２００は、ショベル管理システムＳＹＳに関する処理を分散して実施してよい。例えば、複数の管理装置２００は、それぞれ、複数のショベル１００のうちの担当する一部のショベル１００との間で相互に通信を行い、その一部のショベル１００を対象とする処理を実行してよい。

【0015】

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から情報を収集し、ショベル１００の各種状態（例えば、ショベル１００に搭載される各種機器の異常の有無等）を監視する。

【0016】

また、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の遠隔操作を支援してよい。

【0017】

＜ショベルの概要＞
図１に示すように、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、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と、オペレータが搭乗するキャビン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に対するアタッチメントが延び出す方向に対応する。また、ショベル１００の左方及び右方は、それぞれ、キャビン１０内のオペレータから見た左方及び右方に対応する。

【0018】

下部走行体１は、例えば、左右一対のクローラを含む。下部走行体１は、それぞれのクローラが左側の走行油圧モータ１ＭＬ及び右側の走行油圧モータ１ＭＲ（図２参照）で油圧駆動されることにより、ショベル１００を走行させる。

【0019】

上部旋回体３は、旋回機構２が旋回油圧モータ２Ａで油圧駆動されることにより、下部走行体１に対して旋回する。

【0020】

ブーム４は、上部旋回体３の前部中央に俯仰可能に取り付けられ、ブーム４の先端には、アーム５が上下回動可能に取り付けられ、アーム５の先端には、バケット６が上下回動可能に取り付けられる。

【0021】

バケット６は、エンドアタッチメントの一例である。バケット６は、例えば、掘削作業等に用いられる。また、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が取り付けられてもよい。他のエンドアタッチメントは、例えば、法面用バケット、浚渫用バケット等の他の種類のバケットであってよい。また、他のエンドアタッチメントは、攪拌機、ブレーカ等のバケット以外の種類のエンドアタッチメントであってもよい。

【0022】

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により油圧駆動される。

【0023】

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。

【0024】

ショベル１００は、通信装置６０を搭載し、所定の通信回線ＮＷ（Network）を通じて、管理装置２００と相互に通信を行うことができる。これにより、ショベル１００は、各種情報を管理装置２００に送信（アップロード）したり、管理装置２００から各種の信号（例えば、情報信号や制御信号）等を受信したりすることができる。通信回線ＮＷには、例えば、広域ネットワーク（ＷＡＮ：Wide Area Network）が含まれる。広域ネットワークには、例えば、基地局を末端とする移動体通信網が含まれてよい。また、広域ネットワークには、例えば、ショベル１００の上空の通信衛星を利用する衛星通信網が含まれてもよい。また、広域ネットワークには、例えば、インターネット網が含まれてもよい。また、通信回線ＮＷには、例えば、管理装置２００が設置される施設のローカルネットワーク（ＬＡＮ：Local Area Network）が含まれてもよい。ローカルネットワークは、無線回線であってもよいし、有線回線であってもよいし、その両方を含む回線であってよい。また、通信回線ＮＷには、例えば、ＷｉＦｉやブルートゥース（登録商標）等の所定の無線通信方式に基づく近距離通信回線が含まれてもよい。

【0025】

ショベル１００は、キャビン１０に搭乗するオペレータの操作に応じて、アクチュエータ（例えば、油圧アクチュエータ）を動作させ、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等の動作要素（以下、「被駆動要素」）を駆動する。

【0026】

また、ショベル１００は、キャビン１０のオペレータにより操作可能に構成されるのに代えて、或いは、加えて、ショベル１００の外部から遠隔操作（リモート操作）が可能に構成されてもよい。ショベル１００が遠隔操作される場合、キャビン１０の内部は、無人状態であってもよい。以下、オペレータの操作には、キャビン１０のオペレータによる操作装置２６に対する操作、及び外部のオペレータによる遠隔操作の少なくとも一方が含まれる前提で説明を進める。

【0027】

遠隔操作には、例えば、所定の外部装置（例えば、管理装置２００）で行われるショベル１００のアクチュエータに関するユーザ（オペレータ）からの入力によって、ショベル１００が操作される態様が含まれる。この場合、ショベル１００は、例えば、後述の撮像装置Ｓ６の出力に基づくショベル１００の周囲の画像情報（以下、「周囲画像」）を外部装置に送信し、画像情報は、外部装置に設けられる表示装置（以下、「遠隔操作用表示装置」）に表示されてよい。また、ショベル１００のキャビン１０内の出力装置５０に表示される各種の情報画像（情報画面）は、同様に、外部装置の遠隔操作用表示装置にも表示されてよい。これにより、外部装置のオペレータは、例えば、遠隔操作用表示装置に表示されるショベル１００の周囲の様子を表す周囲画像や各種の情報画像等の表示内容を確認しながら、ショベル１００を遠隔操作することができる。また、そして、ショベル１００は、外部装置から受信される、遠隔操作の内容を表す遠隔操作信号に応じて、アクチュエータを動作させ、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等の被駆動要素を駆動してよい。

【0028】

また、遠隔操作には、例えば、ショベル１００の周囲の人（例えば、作業者）のショベル１００に対する外部からの音声入力やジェスチャ入力等によって、ショベル１００が操作される態様が含まれてよい。具体的には、ショベル１００は、ショベル１００（自機）に搭載される撮像装置や音声入力装置（例えば、マイクロフォン）等を通じて、周囲の作業者等により発話される音声や作業者等により行われるジェスチャ等を認識する。そして、ショベル１００は、認識した音声やジェスチャ等の内容に応じて、アクチュエータを動作させ、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等の被駆動要素を駆動してよい。

【0029】

また、ショベル１００は、オペレータの操作の内容に依らず、自動で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（いわゆる「自動運転機能」或いは「マシンコントロール機能」）を実現する。

【0030】

自動運転機能には、オペレータの操作装置２６に対する操作や遠隔操作に応じて、操作対象の被駆動要素（アクチュエータ）以外の被駆動要素（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」或いは「操作支援型のマシンコントロール機能」）が含まれてよい。また、自動運転機能には、オペレータの操作装置２６に対する操作や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」或いは「全自動型のマシンコントロール機能」）が含まれてもよい。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、半自動運転機能や完全自動運転機能等には、自動運転の対象の被駆動要素（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等には、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。

【0031】

＜管理装置の概要＞
管理装置２００は、例えば、ショベル１００の状態やショベル１００の作業等、ショベル１００に関する管理を行う。

【0032】

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外部の管理センタ等に設置されるクラウドサーバであってよい。また、管理装置２００は、例えば、ショベル１００が作業行う作業現場内、或いは、作業現場から相対的に近い場所（例えば、通信事業者の局舎や基地局等）に配置されるエッジサーバであってもよい。また、管理装置２００は、ショベル１００の作業現場内の管理事務所等に配置される定置型の端末装置或いは携帯型の端末装置（携帯端末）であってもよい。定置型の端末装置には、例えば、デスクトップ型のコンピュータ端末が含まれてよい。また、携帯型の端末装置には、例えば、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が含まれてよい。

【0033】

管理装置２００は、例えば、通信装置２２０（図２、図３参照）を有し、上述の如く、通信回線ＮＷを通じて、ショベル１００と相互に通信を行う。これにより、管理装置２００は、ショベル１００からアップロードされる各種情報を受信したり、各種信号をショベル１００に送信したりすることができる。そのため、管理装置２００のユーザは、出力装置２４０（図２、図３参照）を通じて、ショベル１００に関する各種情報を確認することができる。また、管理装置２００は、例えば、ショベル１００に情報信号を送信し、作業に必要な情報を提供したり、制御信号を送信し、ショベル１００を制御したりすることができる。管理装置２００のユーザには、例えば、ショベル１００のオーナ、ショベル１００の管理者、ショベル１００のメーカの技術者、ショベル１００のオペレータ、ショベル１００の作業現場の管理者、監督者、作業者等が含まれてよい。

【0034】

また、管理装置２００は、ショベル１００の遠隔操作を支援可能に構成されてもよい。例えば、管理装置２００は、オペレータが遠隔操作を行うための入力装置（以下、便宜的に「遠隔操作装置」）、及びショベル１００の周囲の画像情報（周囲画像）等を表示する遠隔操作用表示装置を有してよい。遠隔操作装置から入力される信号は、遠隔操作信号として、ショベル１００に送信される。これにより、管理装置２００のユーザ（オペレータ）は、遠隔操作用表示装置でショベル１００の周囲の様子を確認しながら、遠隔操作装置を用いて、ショベル１００の遠隔操作を行うことができる。

【0035】

［ショベル管理システムの構成］
次に、図１に加えて、図２、図３を参照して、ショベル管理システムＳＹＳの具体的な構成について説明する。

【0036】

図２、図３は、本実施形態に係るショベル管理システムＳＹＳの構成の一例及び他の例を示すブロック図である。図２、図３では、機械的動力が伝達される経路は二重線、油圧アクチュエータを駆動する高圧の作動油が流れる経路は実線、パイロット圧が伝達される経路は破線、電気信号が伝達される経路は点線でそれぞれ示される。図２、図３は、互いに、ショベル１００及び管理装置２００のうちのショベル１００の構成のみが異なる。

【0037】

＜ショベルの構成＞
ショベル１００は、被駆動要素の油圧駆動に関する油圧駆動系、被駆動要素の操作に関する操作系、ユーザとの情報のやり取りに関するユーザインタフェース系、外部との通信に関する通信系、及び各種制御に関する制御系等のそれぞれの構成要素を含む。

【0038】

＜＜油圧駆動系＞＞
図２、図３に示すように、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（左右のクローラ）、上部旋回体３、ブーム４、アーム５、及びバケット６等の被駆動要素のそれぞれを油圧駆動する油圧アクチュエータを含む。油圧アクチュエータには、走行油圧モータ１ＭＬ，１ＭＲ、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等が含まれる。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。

【0039】

エンジン１１は、油圧駆動系におけるメイン動力源である。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。エンジン１１は、例えば、上部旋回体３の後部に搭載される。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。

【0040】

レギュレータ１３は、コントローラ３０の制御下で、メインポンプ１４の吐出量を制御（調節）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。

【0041】

メインポンプ１４は、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、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の制御下で、レギュレータ１３により斜板の傾転角が調節されることにより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。

【0042】

コントロールバルブ１７は、オペレータの操作装置２６に対する操作や遠隔操作の内容、或いは、コントローラ３０から出力される自動運転機能に関する操作指令に応じて、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、例えば、上部旋回体３の中央部に搭載される。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、操作装置２６の操作状態、或いは、コントローラ３０から出力される操作指令に応じて、油圧アクチュエータ（走行油圧モータ１ＭＬ，１ＭＲ、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）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（「方向切換弁」とも称する）１７Ａ～１７Ｆを含む。以下、制御弁１７Ａ～１７Ｆを包括的に或いは制御弁１７Ａ～１７Ｆのうちの任意の一つを個別に「制御弁１７Ｘ」と称する場合がある。

【0043】

制御弁１７Ａは、走行油圧モータ１ＭＬに作動油を供給し、且つ、走行油圧モータから作動油を排出させ、タンクに戻すことが可能に構成される。これにより、制御弁１７Ｂは、走行油圧モータ１ＭＲの操作（即ち、左側のクローラの操作）に対応する油圧制御弁３１から供給されるパイロット圧に応じて、走行油圧モータ１ＭＬを駆動することができる。

【0044】

制御弁１７Ｂは、走行油圧モータ１ＭＲに作動油を供給し、且つ、走行油圧モータから作動油を排出させ、タンクに戻すことが可能に構成される。これにより、制御弁１７Ｂは、走行油圧モータ１ＭＲの操作（即ち、右側のクローラの操作）に対応する油圧制御弁３１から供給されるパイロット圧に応じて、走行油圧モータ１ＭＲを駆動することができる。

【0045】

制御弁１７Ｃは、旋回油圧モータ２Ａに作動油を供給し、且つ、旋回油圧モータ２Ａから作動油を排出させ、タンクに戻すことが可能に構成される。これにより、制御弁１７Ｃは、旋回油圧モータ２Ａの操作（即ち、上部旋回体３の操作）に対応する油圧制御弁３１から供給されるパイロット圧に応じて、旋回油圧モータ２Ａを駆動することができる。

【0046】

制御弁１７Ｄは、ブームシリンダ７に作動油を供給し、且つ、ブームシリンダ７から作動油を排出させ、タンクに戻すことが可能に構成される。これにより、制御弁１７Ｄは、ブームシリンダ７の操作（即ち、ブーム４の操作）に対応する油圧制御弁３１から供給されるパイロット圧に応じて、ブームシリンダ７を駆動することができる。

【0047】

制御弁１７Ｅは、アームシリンダ８に作動油を供給し、且つ、アームシリンダ８から作動油を排出させ、タンクに戻すことが可能に構成される。これにより、制御弁１７Ｅは、アームシリンダ８の操作（即ち、アーム５の操作）に対応する油圧制御弁３１から供給されるパイロット圧に応じて、アームシリンダ８を駆動することができる。

【0048】

制御弁１７Ｆは、バケットシリンダ９に作動油を供給し、且つ、バケットシリンダ９から作動油を排出させ、タンクに戻すことが可能に構成される。これにより、制御弁１７Ｆは、バケットシリンダ９の操作（即ち、バケット６の操作）に対応する油圧制御弁３１から供給されるパイロット圧に応じて、バケットシリンダ９を駆動することができる。

【0049】

制御弁１７Ｘは、例えば、パイロット圧が供給される２つのポートＰ１，Ｐ２を有するスプール弁である（例えば、図７、図８の制御弁１７Ｄ参照）。制御弁１７Ｘには、軸方向に移動可能なスプールが内蔵され、スプールは、その両端部にも設けられるバネ部材から所定の中立位置で釣り合うように反対側の端部に向けて付勢されている。

【0050】

制御弁１７ＸのポートＰ１に作動油が供給されると、その圧力（パイロット圧）がスプールの軸方向の一端に作用し、スプールが中立位置を基準として軸方向で他端側に移動する。これにより、制御弁１７Ｘは、スプールの移動に伴い、油圧アクチュエータの２つの作動油の給排ポートのうちの一方に作動油を供給し他方から作動油を排出させる経路を連通させ、油圧アクチュエータを一の方向に駆動することができる。

【0051】

一方、制御弁１７ＸのポートＰ２に作動油が供給されると、その圧力（パイロット圧）がスプールの軸方向の他端に作用し、スプールが中立位置を基準として軸方向で一端側に移動する。これにより、制御弁１７Ｘは、スプールの移動に伴い、油圧アクチュエータの２つの作動油の給排ポートのうちの他方に作動油を供給し一方から作動油を排出させる経路を連通させ、油圧アクチュエータを他の方向に駆動することができる。

【0052】

＜＜操作系＞＞
図２、図３に示すように、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、ゲートロック弁２５Ｖと、操作装置２６と、油圧制御弁３１とを含む。また、図２に示すように、本実施形態に係るショベル１００の操作系は、操作装置２６が油圧パイロット式である場合、シャトル弁３２と、油圧制御弁３３とを含む。

【0053】

パイロットポンプ１５は、パイロットライン２５を介して各種油圧機器にパイロット圧を供給する。パイロットポンプ１５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。

【0054】

ゲートロック弁２５Ｖは、パイロットライン２５において、パイロットポンプ１５からの作動油の供給を受ける全ての各種油圧機器よりも上流に設けられる。ゲートロック弁２５Ｖは、キャビン１０の内部のゲートロックレバーの操作と連動するリミットスイッチのＯＮ／ＯＦＦによって、パイロットライン２５の連通及び遮断（非連通）を切り替える。具体的には、ゲートロックレバーが起こされている、つまり、操縦席が開放されている場合、リミットスイッチがＯＦＦされ、ゲートロック弁２５Ｖのソレノイドには、電源（例えば、バッテリ）からの電圧が印加されず、ゲートロック弁２５Ｖは非連通状態となる。そのため、パイロットライン２５が遮断され、油圧制御弁３１を含む各種油圧機器に作動油が供給されない。一方、ゲートロックレバーが下ろされた状態、つまり、操縦席が閉じられた状態では、リミットスイッチがＯＮされ、ゲートロック弁２５Ｖのソレノイドには、電源から電圧が印加され、ゲートロック弁２５Ｖは連通状態になる。そのため、パイロットライン２５が連通し、油圧制御弁３１を含む各種油圧機器に作動油が供給される。

【0055】

操作装置２６は、キャビン１０の操縦席付近に設けられ、オペレータが各種被駆動要素（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）の操作を行うために用いられる。換言すれば、操作装置２６は、オペレータがそれぞれの被駆動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１ＭＬ，１ＭＲ、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）の操作を行うために用いられる。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、下部走行体１の左右のクローラ（走行油圧モータ１ＭＬ，１ＭＲ）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。

【0056】

例えば、図２に示すように、操作装置２６は、油圧パイロット式である。具体的には、操作装置２６は、パイロットライン２５及びそこから分岐されるパイロットライン２５Ａ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して、操作内容に応じたパイロット圧を二次側のパイロットライン２７Ａに出力する。パイロットライン２７Ａは、シャトル弁３２の一方の入口ポートに接続され、シャトル弁３２の出口ポートに接続されるパイロットライン２７を介して、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、シャトル弁３２を介して、操作装置２６における各種被駆動要素（油圧アクチュエータ）に関する操作内容に応じたパイロット圧が入力されうる。そのため、コントロールバルブ１７は、オペレータ等の操作装置２６に対する操作内容に応じて、それぞれの油圧アクチュエータを駆動することができる。

【0057】

また、例えば、図３に示すように、操作装置２６は、電気式である。具体的には、操作装置２６は、操作内容に応じた電気信号（以下、「操作信号」）を出力し、操作信号は、コントローラ３０に取り込まれる。そして、コントローラ３０は、操作信号の内容に応じた制御指令、つまり、操作装置２６に対する操作内容に応じた制御信号を油圧制御弁３１に出力する。これにより、油圧制御弁３１からコントロールバルブ１７に操作装置２６の操作内容に応じたパイロット圧が入力され、コントロールバルブ１７は、操作装置２６の操作内容に応じて、それぞれの油圧アクチュエータを駆動することができる。

【0058】

また、コントロールバルブ１７に内蔵される、それぞれの油圧アクチュエータを駆動する制御弁１７Ｘ（方向切換弁）は、電磁ソレノイド式であってもよい。この場合、操作装置２６から出力される操作信号がコントロールバルブ１７に、即ち、電磁ソレノイド式の制御弁１７Ｘに直接入力されてもよい。

【0059】

油圧制御弁３１は、操作装置２６の操作対象の被駆動要素（油圧アクチュエータ）ごとに設けられる。即ち、油圧制御弁３１は、例えば、左側のクローラ（走行油圧モータ１ＭＬ）、右側のクローラ（走行油圧モータ１ＭＲ）、上部旋回体３（旋回油圧モータ２Ａ）、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）ごとに設けられる。油圧制御弁３１は、例えば、パイロットポンプ１５とコントロールバルブ１７との間のパイロットライン２５Ｂに設けられ、その流路面積（即ち、作動油が通流可能な断面積）を変更可能に構成されてよい。これにより、油圧制御弁３１は、パイロットライン２５Ｂを通じて供給されるパイロットポンプ１５の作動油を利用して、所定のパイロット圧を二次側のパイロットライン２７Ｂに出力することができる。そのため、図２に示すように、油圧制御弁３１は、パイロットライン２７Ｂとパイロットライン２７の間のシャトル弁３２を通じて、間接的に、コントローラ３０からの制御信号に応じた所定のパイロット圧をコントロールバルブ１７に作用させることができる。また、図３に示すように、油圧制御弁３１は、パイロットライン２７Ｂ及びパイロットライン２７を通じて、直接的に、コントローラ３０からの制御信号に応じた所定のパイロット圧をコントロールバルブ１７に作用させることができる。そのため、コントローラ３０は、油圧制御弁３１から電気式の操作装置２６の操作内容に応じたパイロット圧をコントロールバルブ１７に供給させ、オペレータの操作に基づくショベル１００の動作を実現することができる。

【0060】

また、コントローラ３０は、例えば、油圧制御弁３１を制御し、自動運転機能を実現してもよい。具体的には、コントローラ３０は、操作装置２６の操作の有無に依らず、自動運転機能に関する操作指令に対応する制御信号を油圧制御弁３１に出力する。これにより、コントローラ３０は、油圧制御弁３１から自動運転機能に関する操作指令に対応するパイロット圧をコントロールバルブ１７に供給させ、自動運転機能に基づくショベル１００の動作を実現することができる。

【0061】

また、コントローラ３０は、例えば、油圧制御弁３１を制御し、ショベル１００の遠隔操作を実現してもよい。具体的には、コントローラ３０は、後述の通信装置６０によって、管理装置２００から受信される遠隔操作信号で指定される遠隔操作の内容に対応する制御信号を油圧制御弁３１に出力する。これにより、コントローラ３０は、油圧制御弁３１から遠隔操作の内容に対応するパイロット圧をコントロールバルブ１７に供給させ、オペレータの遠隔操作に基づくショベル１００の動作を実現することができる。

【0062】

図２に示すように、シャトル弁３２は、２つの入口ポートと１つの出口ポートを有し、２つの入口ポートに入力されたパイロット圧のうちの高い方のパイロット圧を有する作動油を出口ポートに出力させる。シャトル弁３２は、操作装置２６の操作対象の被駆動要素（油圧アクチュエータ）ごとに設けられる。即ち、シャトル弁３２は、例えば、左側のクローラ（走行油圧モータ１ＭＬ）、右側のクローラ（走行油圧モータ１ＭＲ）、上部旋回体３（旋回油圧モータ２Ａ）、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）ごとに設けられる。シャトル弁３２の２つの入口ポートのうちの一方が操作装置２６（具体的には、操作装置２６に含まれる上述のレバー装置或いはペダル装置）の二次側のパイロットライン２７Ａに接続され、他方が油圧制御弁３１の二次側のパイロットライン２７Ｂに接続される。シャトル弁３２の出口ポートは、パイロットライン２７を通じて、コントロールバルブ１７の対応する制御弁のパイロットポートに接続される。対応する制御弁とは、シャトル弁３２の一方の入口ポートに接続される上述のレバー装置或いはペダル装置の操作対象である油圧アクチュエータを駆動する制御弁である。そのため、これらのシャトル弁３２は、それぞれ、操作装置２６の二次側のパイロットライン２７Ａのパイロット圧と油圧制御弁３１の二次側のパイロットライン２７Ｂのパイロット圧のうちの高い方を、対応する制御弁のパイロットポートに作用させることができる。つまり、コントローラ３０は、操作装置２６の二次側のパイロット圧よりも高いパイロット圧を油圧制御弁３１から出力させることで、オペレータの操作装置２６に対する操作に依らず、対応する制御弁を制御することができる。よって、コントローラ３０は、オペレータの操作装置２６に対する操作状態に依らず、被駆動要素（下部走行体１、上部旋回体３、アタッチメント）の動作を制御し、自動運転機能を実現することができる。

【0063】

図２に示すように、油圧制御弁３３は、操作装置２６とシャトル弁３２とを接続するパイロットライン２７Ａに設けられる。油圧制御弁３３は、例えば、その流路面積を変更できるように構成される。油圧制御弁３３は、コントローラ３０から入力される制御信号に応じて動作する。これにより、コントローラ３０は、オペレータにより操作装置２６が操作されている場合に、操作装置２６から出力されるパイロット圧を強制的に減圧させることができる。そのため、コントローラ３０は、操作装置２６が操作されている場合であっても、操作装置２６の操作に対応する油圧アクチュエータの動作を強制的に抑制させたり停止させたりすることができる。また、コントローラ３０は、例えば、操作装置２６が操作されている場合であっても、操作装置２６から出力されるパイロット圧を減圧させ、油圧制御弁３１から出力されるパイロット圧よりも低くすることができる。そのため、コントローラ３０は、油圧制御弁３１及び油圧制御弁３３を制御することで、例えば、操作装置２６の操作内容とは無関係に、所望のパイロット圧を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確実に作用させることができる。よって、コントローラ３０は、例えば、油圧制御弁３１に加えて、油圧制御弁３３を制御することで、ショベル１００の自動運転機能や遠隔操作機能をより適切に実現することができる。

【0064】

＜＜ユーザインタフェース系＞＞
図２、図３に示すように、本実施形態に係るショベル１００のユーザインタフェース系は、操作装置２６と、出力装置５０と、入力装置５２とを含む。

【0065】

出力装置５０は、キャビン１０の内部のショベル１００のユーザ（オペレータ）に向けて各種情報を出力する。

【0066】

例えば、出力装置５０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、視覚的な方法で各種情報を出力する室内の照明機器や表示装置等を含む。照明機器は、例えば、警告灯等である。表示装置は、例えば、液晶ディスプレイや有機ＥＬ（Electroluminescence）ディスプレイである。

【0067】

また、例えば、出力装置５０は、聴覚的な方法で各種情報を出力する音出力装置を含む。音出力装置には、例えば、ブザーやスピーカ等が含まれる。

【0068】

入力装置５２は、キャビン１０内の着座したオペレータに近接する範囲に設けられ、オペレータによる各種入力を受け付け、受け付けられる入力に対応する信号は、コントローラ３０に取り込まれる。

【0069】

例えば、入力装置５２は、操作入力を受け付ける操作入力装置である。操作入力装置には、表示装置に実装されるタッチパネル、表示装置の周囲に設置されるタッチパッド、ボタンスイッチ、レバー、トグル、操作装置２６（レバー装置）に設けられるノブスイッチ等が含まれる。

【0070】

また、例えば、入力装置５２は、オペレータの音声入力を受け付ける音声入力装置であってもよい。音声入力装置には、例えば、マイクロフォンが含まれる。

【0071】

また、例えば、入力装置５２は、オペレータのジェスチャ入力を受け付けるジェスチャ入力装置であってもよい。ジェスチャ入力装置には、例えば、キャビン１０内に設置される撮像装置（室内カメラ）が含まれる。

【0072】

＜＜通信系＞＞
図２、図３に示すように、本実施形態に係るショベル１００の通信系は、通信装置６０を含む。

【0073】

通信装置６０は、通信回線ＮＷに接続し、ショベル１００と別に設けられる装置（例えば、管理装置２００）と通信を行う。ショベル１００と別に設けられる装置には、ショベル１００の外部にある装置の他、ショベル１００のユーザによりキャビン１０に持ち込まれる携帯型の端末装置が含まれてよい。通信装置６０は、例えば、４Ｇ（4^th Generation）や５Ｇ（5^th Generation）等の規格に準拠する移動体通信モジュールを含んでよい。また、通信装置６０は、例えば、衛星通信モジュールを含んでもよい。また、通信装置６０は、例えば、ＷｉＦｉ通信モジュールやブルートゥース通信モジュール等を含んでもよい。

【0074】

＜＜制御系＞＞
図２、図３に示すように、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を含む。また、本実施形態に係るショベル１００の制御系は、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、ブームシリンダ圧センサＳ７と、アームシリンダ圧センサＳ８と、バケットシリンダ圧センサＳ９とを含む。また、図２に示すように、本実施形態に係るショベル１００の制御系は、操作装置２６が油圧パイロット式である場合、操作圧センサ２９を含む。

【0075】

コントローラ３０は、ショベル１００に関する各種制御を行う。コントローラ３０の機能は、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、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。コントローラ３０は、例えば、補助記憶装置にインストールされるプログラムをメモリ装置にロードしＣＰＵ上で実行することにより各種機能を実現する。

【0076】

コントローラ３０は、例えば、油圧制御弁３１を制御対象として、ショベル１００の油圧アクチュエータ（被駆動要素）の操作に関する制御を行う。

【0077】

具体的には、コントローラ３０は、油圧制御弁３１を制御対象として、操作装置２６の操作に基づくショベル１００の油圧アクチュエータ（被駆動要素）の操作に関する制御を行ってよい。

【0078】

また、コントローラ３０は、油圧制御弁３１を制御対象として、ショベル１００の油圧アクチュエータ（被駆動要素）の遠隔操作に関する制御を行ってよい。即ち、ショベル１００の油圧アクチュエータ（被駆動要素）の操作には、ショベル１００の外部からの油圧アクチュエータの遠隔操作が含まれてよい。

【0079】

また、コントローラ３０は、油圧制御弁３１を制御対象として、ショベル１００の自動運転機能に関する制御を行ってよい。即ち、ショベル１００の油圧アクチュエータの操作には、自動運転機能に基づき出力される、ショベル１００の油圧アクチュエータの操作指令が含まれてよい。

【0080】

また、コントローラ３０は、例えば、ショベル１００の挙動の安定化（以下、「挙動安定化」）に関する制御を行う。コントローラ３０は、ショベル１００の挙動安定化に関する機能部として、判定部３０１と、安定化制御部３０２とを含む。

【0081】

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して実現される態様であってもよい。

【0082】

図２に示すように、操作圧センサ２９は、油圧パイロット式の操作装置２６の二次側（パイロットライン２７Ａ）のパイロット圧、即ち、操作装置２６におけるそれぞれの被駆動要素（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等に関する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。

【0083】

ブーム角度センサＳ１は、所定基準（例えば、水平面やブーム４の可動角度範囲の両端の何れかの状態等）に対するブーム４の姿勢角度（以下、「ブーム角度」）に関する検出情報を取得する。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、角速度センサ、六軸センサ、ＩＭＵ（Inertial Measurement Unit）等を含んでよい。また、ブーム角度センサＳ１は、ブームシリンダ７の伸縮位置を検出可能なシリンダセンサを含んでもよい。

【0084】

アーム角度センサＳ２は、所定基準（例えば、ブーム４の両端の連結点間を結ぶ直線やアーム５の可動角度範囲の両端の何れかの状態等）に対するアーム５の姿勢角度（以下、「アーム角度」）に関する検出情報を取得する。アーム角度センサＳ２は、例えば、ロータリエンコーダ、加速度センサ、角速度センサ、六軸センサ、ＩＭＵ等を含んでよい。また、アーム角度センサＳ２は、アームシリンダ８の伸縮位置を検出可能なシリンダセンサを含んでもよい。

【0085】

バケット角度センサＳ３は、所定基準（例えば、アーム５の両端の連結点間を結ぶ直線やバケット６の可動角度範囲の両端の何れかの状態等）に対するバケット６の姿勢角度（以下、「バケット角度」）に関する検出情報を取得する。バケット角度センサＳ３は、例えば、ロータリエンコーダ、加速度センサ、角速度センサ、六軸センサ、ＩＭＵ等を含んでよい。また、バケット角度センサＳ３は、バケットシリンダ９の伸縮位置を検出可能なシリンダセンサを含んでもよい。

【0086】

機体傾斜センサＳ４は、下部走行体１及び上部旋回体３を含む機体の傾斜状態に関する検出情報を取得する。機体傾斜センサＳ４は、例えば、上部旋回体３に搭載され、上部旋回体３の前後方向及び左右方向の傾斜角度（以下、「前後傾斜角度」及び「左右傾斜角度」）に関する検出情報を取得する。機体傾斜センサＳ４は、例えば、加速度センサ（傾斜センサ）、角速度センサ、六軸センサ、ＩＭＵ等を含んでよい。

【0087】

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取得する。旋回状態センサＳ５は、例えば、所定基準（例えば、下部走行体１の前進方向と上部旋回体３の前方とが一致する状態）に対する上部旋回体３の旋回角度に関する検出情報を取得する。旋回状態センサＳ５は、例えば、ポテンショメータ、ロータリエンコーダ、レゾルバ等を含む。

【0088】

また、機体傾斜センサＳ４の構成要素（例えば、六軸センサやＩＭＵ等）によって、上部旋回体３の傾斜角度だけでなく、旋回角度も含む上部旋回体３の姿勢状態に関する検出情報を取得可能な場合、旋回状態センサＳ５は、省略されてもよい。

【0089】

また、例えば、ショベル１００には、更に、自機の絶対位置を測位可能な測位装置が搭載されていてもよい。測位装置は、例えば、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）センサである。これにより、ショベル１００の姿勢状態の推定精度を向上させることができる。

【0090】

また、センサＳ１～Ｓ５は、省略されてもよい。例えば、撮像装置Ｓ６や後述の距離センサ等により取得されるショベル１００の周囲の情報には、機体（上部旋回体３）から見た周囲の物体やアタッチメントの位置や形状等に関する情報が含まれる場合がある。この場合、例えば、コントローラ３０は、要求される精度によっては、その情報からショベル１００の姿勢状態を推定することも可能だからである。

【0091】

撮像装置Ｓ６は、ショベル１００の周囲の撮像し撮像画像を出力する。撮像装置Ｓ６から出力される撮像画像は、コントローラ３０に取り込まれる。

【0092】

撮像装置Ｓ６は、例えば、単眼カメラ、ステレオカメラ、デプスカメラ等を含む。撮像装置は、また、撮像装置Ｓ６は、撮像画像に基づき、所定の撮像範囲（画角）内におけるショベル１００の周囲の物体の位置及び外形を表す三次元データ（例えば、点群データやサーフェスデータ）を取得してもよい。

【0093】

撮像装置Ｓ６に代えて、或いは、加えて、例えば、ＬＩＤＡＲ（Light Detecting and Ranging）、ミリ波レーダ、超音波センサ、赤外線センサ、距離画像センサ等の距離センサがショベル１００に搭載されてもよい。距離センサは、所定の検知範囲内におけるショベル１００の周囲の物体の位置及び形状を表す三次元データを取得してよい。

【0094】

図１に示すように、撮像装置Ｓ６は、例えば、キャビン１０の上面前端に取り付けられ、エンドアタッチメント（バケット６）の作業範囲を含む上部旋回体３の前方の撮像画像を取得する。これにより、コントローラ３０は、撮像装置Ｓ６の出力に基づき、ショベル１００の前方の状況を認識することができる。また、コントローラ３０は、撮像装置Ｓ６の出力（撮像画像）から認識されるショベル１００の周囲の物体の位置や見え方の変化等に基づき、ショベル１００の位置や上部旋回体３の旋回状態等を認識することができる。また、撮像装置Ｓ６の撮像範囲には、ブーム４、アーム５、及びエンドアタッチメント（バケット６）、即ち、アタッチメントが含まれる。これにより、コントローラ３０は、撮像装置Ｓ６の出力に基づき、アタッチメントの姿勢状態（例えば、ブーム４、アーム５、及びバケット６の少なくとも一つの姿勢角）を認識することができる。そのため、ショベル１００が遠隔操作される場合、コントローラ３０は、撮像装置Ｓ６に基づく周囲画像や認識結果に関する情報を管理装置２００等に送信し、外部のオペレータにショベル１００（自機）やその周囲の状況に関する情報提供を行うことができる。また、ショベル１００が完全自動運転機能で動作する場合に、完全自動運転機能に関する制御装置（例えば、コントローラ３０）は、ショベル１００の周囲の状況や自機の姿勢状態等を把握しながら、油圧アクチュエータに関する操作指令を出力することができる。また、ショベル１００が完全自動運転機能で動作する場合に、コントローラ３０は、撮像装置Ｓ６に基づく周囲画像や認識結果に関する情報を管理装置２００等に送信し、作業を外部で監視するユーザ（監視者）にショベル１００（自機）やその周囲の状況に関する情報提供を行うことができる。

【0095】

また、撮像装置Ｓ６は、更に、上部旋回体３の左方、右方、及び後方のうちの少なくとも一つに関する撮像画像を取得可能に構成されてもよい。これにより、コントローラ３０は、ショベル１００の前方だけでなく、ショベル１００の左方、右方、及び後方の状況を認識することができる。

【0096】

ブームシリンダ圧センサＳ７は、ブームシリンダ７の油圧（シリンダ圧）を検出する。ブームシリンダ圧センサＳ７は、例えば、ブームシリンダ７のボトム側油室及びロッド側油室のそれぞれの圧力を検出する圧力センサを含む。ブームシリンダ圧センサＳ７の出力（検出信号）は、コントローラ３０に取り込まれる。

【0097】

アームシリンダ圧センサＳ８は、アームシリンダ８の油圧（シリンダ圧）を検出する。アームシリンダ圧センサＳ８は、例えば、アームシリンダ８のボトム側油室及びロッド側油室のそれぞれの圧力を検出する圧力センサを含む。アームシリンダ圧センサＳ８の出力（検出信号）は、コントローラ３０に取り込まれる。

【0098】

バケットシリンダ圧センサＳ９は、バケットシリンダ９の油圧（シリンダ圧）を検出する。バケットシリンダ圧センサＳ９は、例えば、バケットシリンダ９のボトム側油室及びロッド側油室のそれぞれの圧力を検出する圧力センサを含む。バケットシリンダ圧センサＳ９の出力（検出信号）は、コントローラ３０に取り込まれる。

【0099】

判定部３０１は、アタッチメントの排出動作時のショベル１００の挙動安定化に関する制御を行うための条件（以下、「制御実行条件」）の成否を判定する。

【0100】

制御実行条件には、必須条件（以下、「制御実行必須条件」）としての"アタッチメントが排出動作を行っていること"が含まれる。つまり、判定部３０１は、アタッチメントが排出動作を行っているか否かを判定する。アタッチメントの排出動作には、少なくともバケット６が略全閉されている状態から開く動作が含まれる。また、アタッチメントの排出動作には、バケット６の開き動作と共に行われる、アーム５の開き動作が含まれてもよい。

【0101】

判定部３０１は、例えば、アタッチメント（ブーム４、アーム５、及びバケット６）の操作の内容に基づき、アタッチメントが排出動作を行っているか否かを判定してよい。アタッチメントの操作には、上述の如く、操作装置２６の操作、遠隔操作、自動運転機能に基づく操作指令等が含まれてよい。

【0102】

具体的には、判定部３０１は、操作圧センサ２９の出力、或いは、操作信号に基づき、操作装置２６の操作の内容を把握してよい。また、判定部３０１は、通信装置６０を通じて管理装置２００から受信される遠隔操作信号に基づき、遠隔操作の内容を把握してよい。また、判定部３０１は、自動運転機能に関する制御装置（例えば、コントローラ３０）により生成される操作指令を取得し、操作指令の内容を把握してよい。

【0103】

また、判定部３０１は、パイロットライン２７の実際のパイロット圧に基づき、アタッチメントの操作の内容を把握してもよい。パイロットライン２７の実際のパイロット圧は、パイロットライン２７に設置される圧力センサにより検出され、その検出信号は、コントローラ３０に取り込まれる。

【0104】

また、判定部３０１は、例えば、アタッチメントの姿勢状態の変化に基づき、アタッチメントが排出動作を行っているか否かを判定してもよい。

【0105】

具体的には、判定部３０１は、ブーム角度センサＳ１、アーム角度センサＳ２、及びバケット角度センサＳ３の出力に基づき、アタッチメントの姿勢状態及びその変化を把握してよい。

【0106】

また、判定部３０１は、例えば、静的なブーム４の上げ方向の推力（以下、「静的ブーム推力」）と、動的なブーム４の上げ方向の推力（以下、「動的ブーム推力」）との偏差に基づき、アタッチメントが排出動作を行っているか否かを判定してもよい。静的ブーム推力は、アタッチメントの姿勢状態、アタッチメントの重心及び自重、並びにアタッチメントに作用する外力から導出される、アタッチメントの力のつり合い式に基づくブーム４の上げ方向の推力である。動的ブーム推力は、ブームシリンダ７のシリンダ圧の実際値（ブームシリンダ圧センサＳ７の検出値）に基づくブーム４の上げ方向の推力である。

【0107】

具体的には、判定部３０１は、静的なブーム推力に対して、動的なブーム推力が大きく低下した場合に、アタッチメントが排出動作を行っていると判定することができる。アタッチメントが排出動作を開始すると、後述の如く、バケット６やアーム５の開き動作によって、ブームシリンダ７に伸び方向の力が作用し、その結果、ブームシリンダ７のボトム側油室の圧力が相対的に大きく低下するからである（図４、図５参照）。

【0108】

また、判定部３０１は、例えば、撮像装置Ｓ６の撮像画像に基づき、アタッチメントの動作状態を把握することにより、アタッチメントが排出動作を行っているか否かを判定してもよい。

【0109】

また、制御実行条件には、アタッチメントの排出動作時にショベル１００の挙動安定化に関する制御が実行される場面を更に限定するための条件（以下、「制御実行限定条件」）が含まれてもよい。制御実行限定条件の詳細については、後述する。

【0110】

安定化制御部３０２は、判定部３０１により全ての制御実行条件が成立していると判定される場合、ショベル１００の挙動安定化に関する制御を行う。ショベル１００の挙動安定化に関する制御の詳細は、後述する。

【0111】

＜管理装置の構成＞
図２に示すように、管理装置２００は、制御装置２１０と、通信装置２２０と、入力装置２３０と、出力装置２４０とを含む。

【0112】

制御装置２１０は、管理装置２００に関する各種制御を行う。制御装置２１０の機能は、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等により実現される。制御装置２１０は、例えば、ＣＰＵ、ＲＡＭ等のメモリ装置、ＲＯＭ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。制御装置２１０は、例えば、補助記憶装置にインストールされるプログラムをＣＰＵ上で実行することにより各種機能を実現する。

【0113】

例えば、制御装置２１０は、通信装置２２０によりショベル１００から受信される情報を取得し、データベースを構築したり、所定の加工を施して加工情報を生成したりする処理を行ってよい。

【0114】

また、例えば、制御装置２１０は、ショベル１００の遠隔操作に関する制御を行う。制御装置２１０は、遠隔操作装置で受け付けられるショベル１００の遠隔操作に関する入力の信号を取り込み、通信装置２２０を用いて、操作入力の内容、即ち、ショベル１００の遠隔操作の内容を表す遠隔操作信号をショベル１００に送信してよい。

【0115】

通信装置２２０は、通信回線ＮＷに接続し、管理装置２００の外部（例えば、ショベル１００）と通信を行う。

【0116】

入力装置２３０は、管理装置２００の管理者や作業者等からの入力を受け付け、入力（例えば、操作入力、音声入力、ジェスチャ入力等）の内容を表す信号を出力する。入力の内容を表す信号は、制御装置２１０に取り込まれる。

【0117】

入力装置２３０には、例えば、遠隔操作装置が含まれてよい。これにより、管理装置２００の作業者（オペレータ）は、遠隔操作装置を用いて、ショベル１００の遠隔操作を行うことができる。

【0118】

出力装置２４０は、管理装置２００のユーザに向けて各種情報を出力する。

【0119】

出力装置２４０は、例えば、視覚的な方法で管理装置２００のユーザに各種情報を出力する照明装置や表示装置を含む。照明装置は、例えば、警告ランプ等を含む。表示装置は、例えば、液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイ等を含む。また、出力装置２４０は、聴覚的な方法で管理装置２００のユーザに各種情報を出力する音出力装置を含む。音出力装置は、例えば、ブザーやスピーカ等を含む。

【0120】

表示装置は、管理装置２００に関する各種情報画像を表示する。表示装置は、例えば、遠隔操作用表示装置を含んでよく、遠隔操作用表示装置には、制御装置２１０の制御下で、ショベル１００からアップロードされるショベル１００の周囲の画像情報（周囲画像）等が表示されてよい。これにより、管理装置２００のユーザ（オペレータ）は、遠隔操作用表示装置に表示されるショベル１００の周囲の画像情報を確認しながら、ショベル１００の遠隔操作を行うことができる。

【0121】

［アタッチメントの排出動作時のショベルの挙動］
次に、図４～図６を参照して、アタッチメントの排出動作時のショベル１００の挙動について説明する。

【0122】

図４は、ショベル１００の排出動作時の挙動を表す図である。具体的には、図４は、ショベル１００の排出動作時のブームシリンダ７のボトム側油室のシリンダ圧及び機体（上部旋回体３）のピッチング角（上部旋回体３の左右方向の軸回りの回転角）の時間変化を表すグラフ４１０，４２０を含む。図５、図６は、ショベル１００の土砂ＤＴをバケット６から外部に排出する排出動作時にブームシリンダ７及び機体のそれぞれに作用する力及びモーメントを表す図である。具体的には、図５は、ショベル１００の排出動作の開始時（図４の時刻ｔ１のとき）にブームシリンダ７及び機体のそれぞれに作用する力及びモーメントを表す図であり、図６は、ショベル１００の排出動作の開始後（図４の時刻ｔ２のとき）にブームシリンダ７及び機体のそれぞれに作用する力及びモーメントを表す図である。

【0123】

図５に示すように、アタッチメントの排出動作が開始されると、少なくともバケット６が開き方向に動作する。そのため、その反力がブーム４の上げ方向に作用し、ブームシリンダ７のロッドには、伸び方向の力Ｆ１が作用する。その結果、図４（グラフ４１０）に示すように、アタッチメントの排出動作が開始される時刻ｔ１からブームシリンダ７のボトム側油室のシリンダ圧が減少し、ブーム４の推力（動的ブーム推力）が低下する。また、ショベル１００の機体（上部旋回体３）には、ブームシリンダ７に作用する伸び方向の力Ｆ１によって、後傾させる方向の力のモーメントＭ１が作用する。

【0124】

アタッチメントの排出動作の開始後、開始時にブームシリンダ７に作用する伸び方向の力Ｆ１によるロッドの変位に対して、ブームシリンダ７の内部の作動油がバネ要素として機能する。そのため、図６に示すように、アタッチメントの排出動作の開始後、開始時に伸び方向に作用する力Ｆ１の揺り戻しで、縮み方向に力Ｆ２が作用する。その結果、図４（グラフ４１０）に示すように、ブームシリンダ７のボトム側油室のシリンダ圧は、アタッチメントの排出動作の開始後、時刻ｔ１と時刻ｔ２との間で極小値に到達した後に上昇に転ずる。その後、ブームシリンダ７のボトム側油室のシリンダ圧は、時刻ｔ２にて、アタッチメントの排出動作の開始前よりもある程度高い極大値に到達し、ブーム４の推力（動的ブーム推力）が排出動作の開始前より上昇する。また、ショベル１００の機体（上部旋回体３）には、ブームシリンダ７に作用する縮み方向の力Ｆ２によって、前傾させる方向の力のモーメントＭ２が作用する。その結果、図４（グラフ４２０）に示すように、ショベル１００の機体のピッチング角度が前傾方向（後部を浮き上がらせる方向）に変化する。

【0125】

このように、アタッチメントの排出動作が行われると、バケット６等の動作の反力による力Ｆ１と力Ｆ１に対する揺り戻しの力Ｆ２とがブームシリンダ７に作用する。そのため、伸び方向の力Ｆ１及び反対の縮み方向の力Ｆ２により振動が励起され、ショベル１００（機体）に振動が発生する可能性がある。また、揺り戻しの力Ｆ２が過大になったり、振動の振幅が増幅され、揺り戻しの力Ｆ２と同じ縮み方向の力（ブームシリンダ７のボトム側油室のシリンダ圧）が過大になったりし、ショベル１００が前方に転倒してしまう可能性もある。よって、本実施形態では、コントローラ３０は、アタッチメントの排出動作時にショベル１００の挙動安定化に関する制御、具体的には、ショベル１００の振動や転倒等の動的な安定性の低下を抑制する制御を行う。

【0126】

［ショベルの挙動安定化の方法］
次に、図７、図８を参照して、ショベル１００のアタッチメントによる排出動作時の挙動安定化の方法の具体例について説明する。

【0127】

＜ショベルの挙動安定化の方法の第１例＞
図７は、ショベル１００の排出動作時の挙動安定化に関する構成の第１例を示す図である。

【0128】

図７に示すように、制御弁１７Ｄは、パイロットライン２７を通じて供給される作動油のパイロット圧によって、所定の中立位置を基準として、軸方向で両端部に向けて移動することが可能なスプール弁である。

【0129】

制御弁１７Ｄは、パイロットポートＰ１，Ｐ２を含む。

【0130】

制御弁１７Ｄは、パイロットポートＰ１，Ｐ２の何れにも作動油（パイロット圧）が供給されない状態で、軸方向の所定の中立位置で釣り合うように、軸方向の両端部から弾性体（例えば、バネ）により付勢されている。制御弁１７Ｄは、スプールが中立位置にある場合、メインポンプ１４とタンクとの間で作動油を循環させるセンタバイパス油路を連通させ、メインポンプ１４とブームシリンダ７との間の油路及びブームシリンダ７とタンクとの間の油路を遮断する。

【0131】

パイロットポートＰ１は、制御弁１７Ｄの軸方向の一端（図中の左端）に設けられ、ブームシリンダ７の伸び方向（ブーム４の上げ方向）の操作に対応するパイロットライン２７に接続される。これにより、パイロットポートＰ１に供給される作動油によって、制御弁１７Ｄは、中立位置を基準としてスプールを他端側に移動させ、ブーム４（ブームシリンダ７）の操作状態に合わせて、ブームシリンダ７のボトム側油室に作動油を供給し且つロッド側油室の作動油をタンクに排出させることができる。

【0132】

パイロットポートＰ２は、制御弁１７Ｄの軸方向の他端（図中の右端）に設けられ、ブームシリンダ７の縮み方向（ブーム４の下げ方向）の操作に対応するパイロットライン２７に接続される。これにより、パイロットポートＰ２に供給される作動油によって、制御弁１７Ｄは、中立位置を基準としてスプールを一端側に移動させ、ブーム４（ブームシリンダ７）の操作状態に合わせて、ブームシリンダ７のロッド側油室に作動油を供給し且つボトム側油室から作動油をタンクに排出させることができる。

【0133】

また、図７に示すように、本例では、ショベル１００の油圧制御系は、制御弁７０を含む。

【0134】

制御弁７０は、メインポンプ１４から吐出される作動油をブームシリンダ７のロッド側油室に供給したり、ロッド側油室の作動油をタンクに排出したりすることができる。

【0135】

制御弁７０は、二つの電磁ソレノイドＳ１，Ｓ２を含む。

【0136】

制御弁７０は、電磁ソレノイドＳ１，Ｓ２の何れにも制御電流が印加されない状態で、軸方向の所定の中立位置で釣り合うように、軸方向の両端部から弾性体（例えば、バネ）により付勢されている。制御弁７０は、スプールが中立位置にある場合、メインポンプ１４とブームシリンダ７との間の作動油の経路を遮断し、且つ、ブームシリンダ７のロッド側油室とタンクとの間の作動油の経路も遮断する。

【0137】

電磁ソレノイドＳ１は、軸方向の一端（図中の左端）に設けられ、コントローラ３０から印加される制御電流に応じて伸長し、中立位置を基準として、スプールを軸方向で一端から他端（図中の右側）に向けて移動させることが可能に構成される。

【0138】

制御弁７０は、電磁ソレノイドＳ１に印加される制御電流によって、中立位置を基準として、スプールが一端から他端に向けて移動すると、メインポンプ１４とブームシリンダ７との間の経路を連通させる。そして、制御弁７０は、その開度に応じた流量の作動油をブームシリンダ７のロッド側油室に供給する。

【0139】

電磁ソレノイドＳ２は、軸方向の他端に設けられ、コントローラ３０から印加される制御電流に応じて伸長し、中立位置を基準として、スプールを軸方向で他端から一端に向けて移動させることが可能に構成される。

【0140】

制御弁７０は、電磁ソレノイドＳ２に印加される制御電流によって、中立位置を基準として、スプールが他端から一端に向けて移動すると、ブームシリンダ７のロッド側油室とタンクとの間の経路を連通させる。そして、制御弁７０は、その開度に応じた流量の作動油をブームシリンダ７のロッド側油室からタンクに排出させる。

【0141】

尚、制御弁７０は、制御弁１７Ｄの場合と同様に、軸方向の両端部のパイロットポートに供給される作動油でスプールが移動する形態であってもよい。この場合、制御弁７０の２つのパイロットポートは、それぞれ、パイロットポンプ１５から供給される作動油を用いて、コントローラ３０からの制御電流に応じたパイロット圧の作動油を出力する２つの油圧制御弁（例えば、比例弁）に接続されてよい。

【0142】

安定化制御部３０２は、制御実行条件が成立すると、電磁ソレノイドＳ１に制御指令（制御電流）を出力する。これにより、コントローラ３０は、制御弁７０を用いて、ブームシリンダ７のボトム側油室の作動油を保持した状態で、ブームシリンダ７のロッド側油室に作動油を供給することができる。そのため、ブームシリンダ７には、アタッチメントの排出動作の開始に伴ってロッドに作用する伸び方向のＦ１と、抗する方向の力ＤＧが作用し、ブームシリンダ７のピストンロッド（ブーム４）の移動を抑制することができる。よって、コントローラ３０は、力Ｆ１の揺り戻しの力Ｆ２の発生を抑制し、ショベル１００の動的な安定性の低下、即ち、ショベル１００の振動や前方への転倒等を抑制することができる。

【0143】

制御弁７０からブームシリンダ７のロッド側油室に供給される作動油の流量は、例えば、ブームシリンダ７の負荷状態、即ち、排出動作の開始時にバケット６に収容されている収容物の重量を考慮して制御されてよい。バケット６の収容物の重量が大きくなる程、アタッチメントの排出動作の開始時のバケット６等の開き動作によってブーム４に作用する反力が大きくなるからである。即ち、安定化制御部３０２は、排出動作の開始時にバケット６に収容されている収容物の重量を考慮して制御指令値（制御電流値）を決定してよい。この場合、安定化制御部３０２は、例えば、アタッチメントの排出動作の開始直前のブームシリンダ７のボトム側油室の圧力に基づき、バケット６に収容されている収容物の重量を測定（推定）してよい。また、安定化制御部３０２は、撮像装置Ｓ６の撮像画像に基づき、バケット６の収容物を認識し、その重量を推定してもよい。

【0144】

制御弁７０からブームシリンダ７のロッド側油室に供給される作動油の流量は、例えば、バケット６やアーム５の開き動作の速度や加速度を考慮して制御されてよい。バケット６やアーム５の速度や加速度が大きくなる程、アタッチメントの排出動作の開始時のバケット６等の開き動作によってブーム４に作用する反力が大きくなるからである。即ち、安定化制御部３０２は、バケット６やアーム５の開き動作の速度や加速度を考慮して、制御弁７０の電磁ソレノイドＳ１に供給する制御指令値（制御電流値）を決定してよい。この場合、安定化制御部３０２は、例えば、アーム角度センサＳ２やバケット角度センサＳ３の出力に基づき、アーム５、バケット６の速度や加速度を取得してよい。また、安定化制御部３０２は、アーム５やバケット６の操作の内容（操作量）に基づき、アーム角度センサＳ２やバケット角度センサＳ３の出力に基づき、アーム５、バケット６の速度や加速度を推定してもよい。

【0145】

＜ショベルの挙動安定化の方法の第２例＞
図８は、ショベル１００の排出動作時の挙動安定化に関する構成の第２例を示す図である。

【0146】

図８に示すように、本例では、安定化制御部３０２は、制御実行条件が成立すると、ブームシリンダ７の伸び方向の操作に対応する油圧制御弁３１に制御指令（制御電流）を出力し、制御弁１７ＤのパイロットポートＰ１に作動油を供給させる。これにより、コントローラ３０は、アタッチメントの排出動作時に、制御弁１７Ｄを用いて、ブームシリンダ７のボトム側油室に作動油を供給し、且つ、ロッド側油室の作動油をタンクに排出させることができる。そのため、コントローラ３０は、アタッチメントの排出動作の開始に伴ってロッドに作用する伸び方向のＦ１と同じ方向にブームシリンダ７を積極的に移動させ、揺り戻しの力Ｆ２の発生を抑制することができる。よって、コントローラ３０は、ショベル１００の動的な安定性の低下、即ち、ショベル１００の振動や前方への転倒等を抑制することができる。

【0147】

制御弁１７Ｄからブームシリンダ７のボトム側油室に供給される作動油の流量は、例えば、上述の第１例の場合と同様、ブームシリンダ７の負荷状態、即ち、排出動作の開始時にバケット６に収容されている収容物の重量を考慮して制御されてよい。即ち、安定化制御部３０２は、排出動作の開始時にバケット６に収容されている収容物の重量を考慮して油圧制御弁３１への制御指令値（制御電流値）を決定してよい。

【0148】

また、制御弁１７Ｄからブームシリンダ７のボトム側油室に供給される作動油の流量は、例えば、上述の第１例の場合と同様、バケット６やアーム５の開き動作の速度や加速度を考慮して制御されてよい。即ち、安定化制御部３０２は、バケット６やアーム５の開き動作の速度や加速度を考慮して、油圧制御弁３１に供給する制御指令値（制御電流値）を決定してよい。

【0149】

［ショベルの挙動安定化に関する制御方法］
次に、図９～図１１を参照して、ショベル１００の排出動作時の挙動安定化に関する制御処理の具体例について説明する。

【0150】

＜制御方法の第１例＞
図９は、ショベル１００の排出動作時の挙動安定化に関する制御処理の第１例を概略的に示すフローチャートである。本フローチャートの処理は、ショベル１００の運転中、即ち、ショベル１００の起動（例えば、キースイッチＯＮ）から停止（例えば、キースイッチＯＦＦ）までの間で、所定の制御周期ごとに繰り返し実行される。以下、図１０、図１１のフローチャートの処理についても同様であってよい。

【0151】

図９に示すように、ステップＳ１０２にて、判定部３０１は、アタッチメントが排出動作を行っているか否かを判定する。即ち、判定部３０１は、制御実行必須条件の成否を判定する。判定部３０１は、アタッチメントが排出動作を開始している場合、ステップＳ１０４に進み、それ以外の場合、今回のフローチャートを終了する。

【0152】

ステップＳ１０４にて、安定化制御部３０２は、挙動安定化のための制御指令値を演算する。安定化制御部３０２は、上述の図７（第１例）の場合、制御弁７０（電磁ソレノイドＳ１）への制御指令値（制御電流値）を演算し、上述の図８（第２例）の場合、制御弁１７ＤのパイロットポートＰ１に対応する油圧制御弁３１への制御指令値（制御電流値）を演算する。

【0153】

コントローラ３０は、ステップＳ１０４の処理が完了すると、ステップＳ１０６に進む。

【0154】

ステップＳ１０６にて、安定化制御部３０２は、ステップＳ１０４の演算結果に基づき、制御指令を制御弁７０或いは制御弁１７ＤのパイロットポートＰ１に対応する制御弁７０に出力する。これにより、コントローラ３０は、制御弁７０或いは制御弁１７Ｄを通じて、揺り戻しの力Ｆ２を抑制するように作動油をブームシリンダ７に供給することができる。

【0155】

コントローラ３０は、ステップＳ１０６の処理が完了すると、今回のフローチャートの処理を終了する。

【0156】

このように、本例では、コントローラ３０は、アタッチメントの排出動作が行われる場合に、ブーム４の操作状態に関係なく、ブームシリンダ７に作動油を供給し、ショベル１００の動的な安定性の低下（例えば、振動や前方への転倒）を抑制することができる。

【0157】

＜制御方法の第２例＞
図１０は、ショベル１００の排出動作時の挙動安定化に関する制御処理の第２例を概略的に示すフローチャートである。

【0158】

図１０に示すように、ステップＳ２０２は、図９のステップＳ１０２の処理と同じであるため、説明を省略する。

【0159】

コントローラ３０は、ステップＳ２０２の処理が完了すると、ステップＳ２０４に進む。

【0160】

ステップＳ２０４にて，判定部３０１は、ブーム４の操作が行われているか否かを判定する。即ち、判定部３０１は、制御実行限定条件としての"ブーム４の操作が行われていないこと"が成立しているか否かを判定する。判定部３０１は、ブーム４の操作が行われていない場合、ステップＳ２０６に進み、ブーム４の操作が行われている場合、今回のフローチャートの処理を終了する。

【0161】

ステップＳ２０６，Ｓ２０８の処理は、図９のステップＳ１０４，Ｓ１０６と同じであるため、説明を省略する。

【0162】

コントローラ３０は、ステップＳ２０８の処理が完了すると、今回のフローチャートの処理を終了する。

【0163】

このように、本例では、コントローラ３０は、アタッチメントの排出動作が行われている場合、ブーム４（ブームシリンダ７）の操作が行われていないときに限定して、ブームシリンダ７に作動油を供給することができる。これにより、例えば、オペレータがブーム４の操作を行っている状態で、ブーム４がその操作と異なる動作を行い、オペレータに違和感を与えるような事態を抑制することができる。そのため、本例では、オペレータの違和感を抑制しつつ、ショベル１００の排出動作時における動的な安定性の低下を抑制することができる。

【0164】

＜制御方法の第３例＞
図１１は、ショベル１００の排出動作時の挙動安定化に関する制御処理の第３例を概略的に示すフローチャートである。

【0165】

図１１に示すように、ステップＳ３０２は、図９のステップＳ１０２の処理と同じであるため、説明を省略する。

【0166】

コントローラ３０は、ステップＳ３０２の処理が完了すると、ステップＳ３０４に進む。

【0167】

ステップＳ３０４にて、判定部３０１は、ショベル１００（機体）に振動や転倒が発生する可能性が高いか否かを判定する。即ち、判定部３０１は、制御実行限定条件として、"ショベル１００（機体）の動的な安定性の低下する可能性が高い状態であること"の成否を判定する。

【0168】

ショベル１００（機体）の動的な安定性の低下する可能性が高い状態には、例えば、バケット６に所定基準を超える収容物が収容されている状態、換言すれば、アタッチメントに対する負荷が所定基準を超える状態が含まれる。バケット６に収容されている土砂等の収容物の重量が大きくなるほど、アタッチメントの排出動作（バケット６等の開き動作）によりブーム４に作用する反力が大きくなるからである。所定基準は、例えば、ゼロより大きくてもよいし、ゼロであってよい。後者の場合、判定部３０１は、バケット６に少しでも収容物が収容されていれば、制御実行限定条件が成立していると判定する。

【0169】

また、ショベル１００（機体）の動的な安定性の低下する可能性が高い状態には、例えば、バケット６やアーム５の速度や加速度が相対的に大きい（具体的には、所定基準より大きい）状態が含まれる。上述の如く、バケット６やアーム５の開き動作の速度や加速度が大きくなるほど、アタッチメントの排出動作（バケット６等の開き動作）によりブーム４に作用する反力が大きくなるからである。

【0170】

判定部３０１は、ショベル１００（機体）に振動や転倒が発生する可能性が高い状態、即ち、動的な安定性が相対的に低下する可能性が高い状態である場合、ステップＳ３０６に進み、それ以外の場合、ステップＳ３０８に進む。

【0171】

ステップＳ３０６，Ｓ３０８は、図９のステップＳ１０４，Ｓ１０６の処理と同じであるため、説明を省略する。

【0172】

コントローラ３０は、ステップＳ３０８の処理が完了すると、今回のフローチャートの処理を終了する。

【0173】

このように、本例では、コントローラ３０は、アタッチメントの排出動作が行われている場合、ショベル１００（機体）の動的な安定性が相対的に低下する可能性が高いときに限定して、ブームシリンダ７に作動油を供給することができる。これにより、例えば、バケット６に何も収容物がなく、ショベル１００（機体）に振動や転倒が発生する可能性が低い状況で、ブーム４が操作に依らず動作し、オペレータに違和感を与えるような事態を抑制することができる。そのため、本例では、オペレータの違和感を抑制しつつ、ショベル１００の排出動作時における動的な安定性の低下を抑制することができる。

【0174】

＜制御方法のその他の例＞
上述の第２例及び第３例は、組み合わせられてもよい。

【0175】

具体的には、安定化制御部３０２は、図１０のステップＳ２０４及び図１１のステップＳ３０４に相当する制御実行限定条件の双方が成立する場合に、ステップＳ２０６，Ｓ２０８（ステップＳ３０６，Ｓ３０８）に相当する処理を行う形態であってもよい。この場合、ステップＳ２０２とステップＳ２０４との間、或いは、ステップＳ２０４とステップＳ２０６との間に、ステップＳ３０４と同様の判定処理が挿入されてよい。

【0176】

これにより、本例では、ショベル１００は、上述の第２例及び第３例の双方の作用・効果を奏する。

【0177】

［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。

【0178】

本実施形態では、ショベル１００は、下部走行体１と下部走行体に旋回自在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、ブーム４の先端に取り付けられるアーム５、及びアーム５の先端に取り付けられるバケットを含むアタッチメントと、ブーム４を駆動するブームシリンダ７と、を備える。そして、ショベル１００は、アタッチメントがバケット６の収容物を外部に排出するための排出動作を行う場合、ブーム４の操作状態に関わらず、ブームシリンダ７に作動油を供給する。

【0179】

例えば、アタッチメントが排出動作を行う場合、アーム５やバケット６の開き動作の反力で、ブームシリンダ７に伸び方向の力が作用しその負荷が減少する一方、その後、その揺り戻しでブームシリンダ７に縮み方向の力が作用しその負荷が増加する。その結果、ブームシリンダの負荷（圧力）の増減によって、ブームシリンダ７の内部の作動油がバネ要素として作用し、アタッチメント全体が振動し、機体が振動したり、機体が転倒したりする可能性がある。

【0180】

これに対して、本実施形態では、ショベル１００は、アタッチメントが排出動作を行う場合、ブーム４の操作状態に関わらず、ブームシリンダ７に作動油を供給することができる。そのため、ショベル１００は、ブームシリンダ７に供給される作動油によって、ブームシリンダ７の負荷（圧力）の増減を抑制し、ショベル１００の振動や転倒を抑制することができる。よって、ショベル１００の動的な安定性を向上させることができる。

【0181】

また、本実施形態では、ショベル１００は、動的な安定性の向上のために、ブームシリンダ７に作動油を供給する。そのため、ショベル１００は、例えば、ブームシリンダ７の作動油を外部に排出し、バネ要素としての作動油の機能を抑制する方法のように、ブーム４の自重での下げ方向への動きを抑制することができる。よって、ショベル１００の静的な安定性やショベル１００の安全性をより向上させることができる。

【0182】

また、本実施形態では、ショベル１００は、アタッチメントが排出動作を行う場合、アタッチメントの排出動作によりブームシリンダ７に作用する伸び方向の力に起因するブームシリンダ７の縮み方向への揺り戻し動作を抑制するように、ブームシリンダ７に作動油を供給してよい。

【0183】

これにより、ショベル１００は、ブームシリンダ７の縮み方向への揺り戻し動作を抑制することで、ショベル１００の動的な安定性の低下（例えば、振動や転倒の発生）の要因となるブームシリンダ７の負荷の増減を抑制することができる。

【0184】

また、本実施形態では、ショベル１００は、アタッチメントが排出動作を行う場合、ブームシリンダ７のボトム側油室に作動油を供給すると共に、ブームシリンダ７のロッド側油室から作動油を排出させ、ブーム４を上げ方向に動かしてよい。

【0185】

これにより、ショベル１００は、排出動作時のアーム５やバケット６の動作の反力としてブームシリンダ７に作用する伸び方向の力と同期するように、ブームシリンダ７の作動油を給排させ、ブーム４を上げ方向に動かすことができる。そのため、ショベル１００は、ブームシリンダ７の縮み方向への揺り戻しの動作を抑制し、ショベル１００の動的な安定性の低下の要因となるブームシリンダ７の負荷（圧力）の変動を抑制することができる。

【0186】

また、本実施形態では、ショベル１００は、アタッチメントが排出動作を行う場合、ブームシリンダ７のボトム側油室の作動油を保持した状態で、ロッド側油室に作動油を供給し、伸び方向の力に伴うブーム４の上げ方向への動きを抑制してよい。

【0187】

これにより、ショベル１００は、ブームシリンダ７のロッド側油室だけに作動油を供給し、排出動作時のアーム５やバケット６の動作の反力としてブームシリンダ７に作用する伸び方向の力に対抗する抗力をブームシリンダ７に作用させることができる。そのため、ショベル１００は、アタッチメントの排出動作の開始時のブームシリンダ７の動きを抑制し、結果として、ブームシリンダ７の縮み方向への揺り戻しの動作を抑制することができる。よって、ショベル１００は、自機（ショベル１００）の動的な安定性の低下の要因となるブームシリンダ７の負荷（圧力）の変動を抑制することができる。

【0188】

また、本実施形態では、ショベル１００は、ブーム４の操作が行われていない状態で、アタッチメントが排出動作を行っている場合、ブームシリンダ７に作動油を供給してよい。

【0189】

これにより、ショベル１００は、ブーム４の操作が行われていない状態に限定して、アタッチメントの排出動作に伴うブームシリンダ７への作動油の供給を行うことができる。そのため、ショベル１００は、ショベル１００の動的な安定性の低下を抑制しつつ、ブーム４の操作が行われている場合には、ブーム４の操作を優先し、操作に合わせたブーム４の動作を実現することができる。

【0190】

また、本実施形態では、ショベル１００は、自機（ショベル１００）の動的な安定性が低下する可能性が相対的に高い状態で、アタッチメントが排出動作を行っている場合、ブームシリンダ７に作動油を供給してよい。

【0191】

これにより、ショベル１００は、実際にショベル１００の振動や転倒等が発生する可能性が高い状態に限定して、アタッチメントの排出動作に伴うブームシリンダ７への作動油の供給を行うことができる。そのため、ショベル１００は、アタッチメントの排出動作に伴う自機（ショベル１００）の動的な安定性の低下を抑制しつつ、操作と関係なくブームシリンダ７に作動油が供給されることによるオペレータの違和感を抑制することができる。

【0192】

また、本実施形態では、ショベル１００の動的な安定性が低下する可能性が相対的に高い状態には、バケット６に所定基準を超える収容物が収容されている状態が含まれてよい。

【0193】

これにより、ショベル１００は、バケット６に多量の土砂等の収容物が収容され、アタッチメントの排出動作に伴うアーム５やバケット６の動作の反力が相対的に大きくなる傾向にある状況で、ブームシリンダ７に作動油を供給することができる。そのため、ショベル１００は、具体的な状況に合わせて、動的な安定性の低下（例えば、機体の振動や転倒等）を抑制することができる。

【0194】

また、本実施形態では、ショベル１００の動的な安定性が低下する可能性が相対的に高い状態には、アーム５及びバケット６の少なくとも一方の速度又は加速度が相対的に大きい状態が含まれてよい。

【0195】

これにより、ショベル１００は、アタッチメントの排出動作時のアーム５やバケット６の速度や加速度が相対的に高く、アーム５やバケット６の動作の反力が相対的に大きくなる傾向にある状況で、ブームシリンダ７に作動油を供給することができる。そのため、ショベル１００は、具体的な状況に合わせて、動的な安定性の低下を抑制することができる。

【0196】

また、本実施形態では、ショベル１００は、アタッチメントが排出動作を行う場合、ブーム４の加速度、アーム５の加速度、及びバケット６の収容物によるアタッチメントの負荷状態に応じた流量の作動油をブームシリンダ７に供給してよい。

【0197】

これにより、ショベル１００は、アタッチメントの排出動作時のアーム５及びバケット６の加速度やバケット６の収容物によるアタッチメントの負荷状態に合わせて、ブームシリンダ７の負荷（圧力）の変動を抑制するために適切な流量な作動油を供給できる。

【0198】

［変形・変更］
以上、実施形態について詳述したが、本開示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要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

【0199】

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等の被駆動要素を全て油圧駆動する構成であったが、その一部又は全部が電動アクチュエータにより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。

【符号の説明】

【0200】

１ 下部走行体
１ＭＬ，１ＭＲ 走行油圧モータ
２Ａ 旋回油圧モータ
３ 上部旋回体
４ ブーム
５ アーム
６ バケット
７ ブームシリンダ
８ アームシリンダ
９ バケットシリンダ
１０ キャビン
１１ エンジン
１３ レギュレータ
１４ メインポンプ
１５ パイロットポンプ
１７ コントロールバルブ
１７Ａ～１７Ｆ 制御弁
２５，２５Ａ，２５Ｂ，２７，２７Ａ，２７Ｂ パイロットライン
２５Ｖ ゲートロック弁
３０ コントローラ
３１ 油圧制御弁
３３ 油圧制御弁
５０ 出力装置
５２ 入力装置
６０ 通信装置
７０ 制御弁
１００ ショベル
２００ 管理装置
３０１ 判定部
３０２ 安定化制御部
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 旋回状態センサ
Ｓ６ 撮像装置
Ｓ７ ブームシリンダ圧センサ
Ｓ８ アームシリンダ圧センサ
Ｓ９ バケットシリンダ圧センサ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】