WO2021006349A1 - ショベル - Google Patents

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WO2021006349A1
WO2021006349A1 PCT/JP2020/027119 JP2020027119W WO2021006349A1 WO 2021006349 A1 WO2021006349 A1 WO 2021006349A1 JP 2020027119 W JP2020027119 W JP 2020027119W WO 2021006349 A1 WO2021006349 A1 WO 2021006349A1
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WO
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bucket
weight
calculation unit
center
earth
Prior art date
Application number
PCT/JP2020/027119
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English (en)
French (fr)
Inventor
裕介 佐野
春男 呉
一則 平沼
Original Assignee
住友重機械工業株式会社
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Publication date
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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    • E02F3/28—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging tools mounted on a dipper- or bucket-arm, i.e. there is either one arm or a pair of arms, e.g. dippers, buckets
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    • E02F3/43—Control of dipper or bucket position; Control of sequence of drive operations
    • E02F3/435—Control of dipper or bucket position; Control of sequence of drive operations for dipper-arms, backhoes or the like
    • E02F3/437—Control of dipper or bucket position; Control of sequence of drive operations for dipper-arms, backhoes or the like providing automatic sequences of movements, e.g. linear excavation, keeping dipper angle constant
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    • E02F9/265—Sensors and their calibration for indicating the position of the work tool with follow-up actions (e.g. control signals sent to actuate the work tool)
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01G—WEIGHING
    • G01G19/00—Weighing apparatus or methods adapted for special purposes not provided for in the preceding groups
    • G01G19/08—Weighing apparatus or methods adapted for special purposes not provided for in the preceding groups for incorporation in vehicles
    • G01G19/10—Weighing apparatus or methods adapted for special purposes not provided for in the preceding groups for incorporation in vehicles having fluid weight-sensitive devices

Definitions

  • This disclosure relates to excavators.
  • a front attachment including a bucket and a link mechanism including a boom
  • a series of operating states from excavation by the front attachment to excavation and return turning are detected, and the load acting on the bucket during this operation is measured.
  • the load acting on the bucket is measured within the time from the end of excavation to the start of excavation, and the load acting on the bucket is measured again within the time from the end of excavation to the start of excavation.
  • a method for calculating the amount of operating soil of a hydraulic excavator is known, which is characterized in that the amount of operating soil during excavation work is calculated by obtaining the difference between these two loads (see Patent Document 1).
  • the earth and sand weight is estimated based on the pressure of the boom cylinder, but during the boom raising operation, the waveform of the estimated earth and sand weight vibrates at the start and end of the operation. May make it difficult to detect the weight of earth and sand.
  • an attachment attached to an upper swing body, a first actuator and a second actuator for driving the attachment, and a control device are provided, and the control device comprises.
  • the first weight calculation unit that calculates the weight of the load loaded on the attachment as the first weight based on the first actuator, and the weight of the load as the second weight based on the second actuator. It has a second weight calculation unit for calculating.
  • FIG. 1 is a side view of the excavator 100 as an excavator according to the present embodiment.
  • the excavator 100 is located on a horizontal plane facing the uphill slope ES to be constructed, and is an uphill slope BS (that is, after construction on the uphill slope ES) which is an example of a target construction surface to be described later. Slope shape) is also described.
  • the uphill slope ES to be constructed is provided with a cylindrical body (not shown) indicating the normal direction of the uphill slope BS, which is the target construction surface.
  • the excavator 100 includes a lower traveling body 1, an upper swivel body 3 mounted on the lower traveling body 1 so as to be swivelable via a swivel mechanism 2, a boom 4 and an arm constituting an attachment (working machine). It includes 5, a bucket 6, and a cabin 10.
  • the lower traveling body 1 travels the excavator 100 by hydraulically driving a pair of left and right crawlers by the traveling hydraulic motors 1L and 1R (see FIG. 2 described later), respectively. That is, the pair of traveling hydraulic motors 1L and 1R (an example of the traveling motor) drive the lower traveling body 1 (crawler) as the driven portion.
  • the upper swing body 3 turns with respect to the lower traveling body 1 by being driven by the swing hydraulic motor 2A (see FIG. 2 described later). That is, the swivel hydraulic motor 2A is a swivel drive unit that drives the upper swivel body 3 as a driven unit, and can change the direction of the upper swivel body 3.
  • the upper swivel body 3 may be electrically driven by an electric motor (hereinafter, "swivel motor”) instead of the swivel hydraulic motor 2A. That is, the swivel motor is a swivel drive unit that drives the upper swivel body 3 as a non-drive unit, like the swivel hydraulic motor 2A, and can change the direction of the upper swivel body 3.
  • swivel motor is a swivel drive unit that drives the upper swivel body 3 as a non-drive unit, like the swivel hydraulic motor 2A, and can change the direction of the upper swivel body 3.
  • the boom 4 is pivotally attached to the center of the front portion of the upper swivel body 3 so as to be vertically movable, an arm 5 is pivotally attached to the tip of the boom 4 so as to be vertically rotatable, and an end attachment is attached to the tip of the arm 5.
  • the bucket 6 is pivotally attached so as to be vertically rotatable.
  • the boom 4, arm 5, and bucket 6 are hydraulically driven by the boom cylinder 7, arm cylinder 8, and bucket cylinder 9 as hydraulic actuators, respectively.
  • the bucket 6 is an example of an end attachment, and the tip of the arm 5 has another end attachment, for example, a slope bucket, a dredging bucket, or a breaker, instead of the bucket 6 depending on the work content or the like. Etc. may be attached.
  • the cabin 10 is a driver's cab on which the operator boarded, and is mounted on the front left side of the upper swivel body 3.
  • FIG. 2 is a diagram schematically showing an example of the configuration of the excavator 100 according to the present embodiment.
  • FIG. 2 the mechanical power system, the hydraulic oil line, the pilot line, and the electric control system are shown by double lines, solid lines, broken lines, and dotted lines, respectively.
  • the drive system of the excavator 100 includes an engine 11, a regulator 13, a main pump 14, and a control valve 17. Further, as described above, the hydraulic drive system of the excavator 100 according to the present embodiment is the traveling hydraulic motors 1L, 1R that hydraulically drive each of the lower traveling body 1, the upper rotating body 3, the boom 4, the arm 5, and the bucket 6. , Swirling hydraulic motor 2A, boom cylinder 7, arm cylinder 8, bucket cylinder 9, and other hydraulic actuators.
  • the engine 11 is the main power source in the hydraulic drive system, and is mounted on the rear part of the upper swing body 3, for example. Specifically, the engine 11 rotates constantly at a preset target rotation speed under direct or indirect control by a controller 30, which will be described later, to drive the main pump 14 and the pilot pump 15.
  • the engine 11 is, for example, a diesel engine that uses light oil as fuel.
  • the regulator 13 controls the discharge amount of the main pump 14. For example, the regulator 13 adjusts the angle (tilt angle) of the swash plate of the main pump 14 in response to a control command from the controller 30.
  • the regulator 13 includes regulators 13L and 13R, for example, as described later.
  • the main pump 14 is mounted on the rear part of the upper swing body 3 like the engine 11, and supplies hydraulic oil to the control valve 17 through the high-pressure hydraulic line.
  • the main pump 14 is driven by the engine 11 as described above.
  • the main pump 14 is, for example, a variable displacement hydraulic pump, and as described above, the stroke length of the piston is adjusted by adjusting the tilt angle of the swash plate by the regulator 13 under the control of the controller 30, and the pump is discharged.
  • the flow rate (discharge pressure) is controlled.
  • the main pump 14 includes, for example, the main pumps 14L and 14R as described later.
  • the control valve 17 is, for example, a hydraulic control device mounted in the central portion of the upper swing body 3 and controlling the hydraulic drive system according to the operation of the operating device 26 by the operator. As described above, the control valve 17 is connected to the main pump 14 via the high-pressure hydraulic line, and the hydraulic oil supplied from the main pump 14 is supplied to the hydraulic actuator (running hydraulic motor 1L) according to the operating state of the operating device 26. , 1R, swing hydraulic motor 2A, boom cylinder 7, arm cylinder 8, and bucket cylinder 9) are selectively supplied. Specifically, the control valve 17 includes control valves 171 to 176 that control the flow rate and flow direction of the hydraulic oil supplied from the main pump 14 to each of the hydraulic actuators.
  • control valve 171 corresponds to the traveling hydraulic motor 1L
  • control valve 172 corresponds to the traveling hydraulic motor 1R
  • control valve 173 corresponds to the swing hydraulic motor 2A
  • control valve 174 corresponds to the bucket cylinder 9
  • control valve 175 corresponds to the boom cylinder 7
  • the control valve 176 corresponds to the arm cylinder 8.
  • control valve 175 includes, for example, control valves 175L and 175R as described later
  • control valve 176 includes, for example, control valves 176L and 176R as described later. Details of the control valves 171 to 176 will be described later.
  • the operation system of the excavator 100 includes the pilot pump 15 and the operation device 26. Further, the operation system of the excavator 100 includes a shuttle valve 32 as a configuration related to a machine control function by the controller 30, which will be described later.
  • the pilot pump 15 is mounted on the rear part of the upper swing body 3, for example, and supplies the pilot pressure to the operating device 26 via the pilot line.
  • the pilot pump 15 is, for example, a fixed-capacity hydraulic pump, and is driven by the engine 11 as described above.
  • the operation device 26 is provided near the driver's seat of the cabin 10, and is an operation input means for the operator to operate various operation elements (lower traveling body 1, upper turning body 3, boom 4, arm 5, bucket 6, etc.). Is. In other words, the operating device 26 operates the hydraulic actuators (that is, traveling hydraulic motors 1L, 1R, swivel hydraulic motor 2A, boom cylinder 7, arm cylinder 8, bucket cylinder 9, etc.) in which the operator drives each operating element. It is an operation input means for performing.
  • the operating device 26 is connected to the control valve 17 directly through the pilot line on the secondary side thereof or indirectly via the shuttle valve 32 described later provided on the pilot line on the secondary side.
  • the operating device 26 includes, for example, a lever device for operating the arm 5 (arm cylinder 8). Further, the operating device 26 includes, for example, lever devices 26A to 26C for operating each of the boom 4 (boom cylinder 7), the bucket 6 (bucket cylinder 9), and the upper swing body 3 (swing hydraulic motor 2A) (FIG. 4A). See ⁇ 4C). Further, the operating device 26 includes, for example, a lever device and a pedal device for operating each of a pair of left and right crawlers (running hydraulic motors 1L, 1R) of the lower traveling body 1.
  • the shuttle valve 32 has two inlet ports and one outlet port, and outputs hydraulic oil having the higher pilot pressure of the pilot pressures input to the two inlet ports to the outlet port.
  • one of the two inlet ports is connected to the operating device 26 and the other is connected to the proportional valve 31.
  • the outlet port of the shuttle valve 32 is connected through the pilot line to the pilot port of the corresponding control valve in the control valve 17 (see FIGS. 4A-4C for details). Therefore, the shuttle valve 32 can make the higher of the pilot pressure generated by the operating device 26 and the pilot pressure generated by the proportional valve 31 act on the pilot port of the corresponding control valve.
  • the controller 30, which will be described later, outputs a pilot pressure higher than the pilot pressure on the secondary side output from the operating device 26 from the proportional valve 31, so that the corresponding control is performed regardless of the operation of the operating device 26 by the operator. It is possible to control the valve and control the operation of various operating elements.
  • the shuttle valve 32 includes, for example, shuttle valves 32AL, 32AR, 32BL, 32BR, 32CL, 32CR as described later.
  • the operating device 26 (left operating lever, right operating lever, left traveling lever, and right traveling lever) may be an electric type that outputs an electric signal instead of a hydraulic pilot type that outputs a pilot pressure.
  • the electric signal from the operating device 26 is input to the controller 30, and the controller 30 controls each of the control valves 171 to 176 in the control valve 17 according to the input electric signal.
  • the operation of various hydraulic actuators is realized according to the operation content with respect to 26.
  • the control valves 171 to 176 in the control valve 17 may be electromagnetic solenoid type spool valves driven by a command from the controller 30.
  • an electromagnetic valve that operates in response to an electric signal from the controller 30 may be arranged between the pilot pump 15 and the pilot ports of the control valves 171 to 176.
  • the controller 30 controls the solenoid valve by an electric signal corresponding to the operation amount (for example, the lever operation amount) to increase or decrease the pilot pressure.
  • the operation amount for example, the lever operation amount
  • the control system of the excavator 100 includes a controller 30, a discharge pressure sensor 28, an operating pressure sensor 29, a proportional valve 31, a display device 40, an input device 42, an audio output device 43, and storage.
  • the device 47, a boom angle sensor S1, an arm angle sensor S2, a bucket angle sensor S3, a machine body tilt sensor S4, a turning state sensor S5, an image pickup device S6, a positioning device P0, and a communication device T1 are included.
  • the controller 30 (an example of a control device) is provided in the cabin 10, for example, and controls the drive of the excavator 100.
  • the function of the controller 30 may be realized by any hardware, software, or a combination thereof.
  • the controller 30 is centered on a microcomputer including a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), a non-volatile auxiliary storage device, and various input / output interfaces. It is composed.
  • the controller 30 realizes various functions by executing various programs stored in a ROM or a non-volatile auxiliary storage device on the CPU, for example.
  • the controller 30 sets a target rotation speed based on a work mode or the like preset by a predetermined operation of an operator or the like, and performs drive control for rotating the engine 11 at a constant speed.
  • controller 30 outputs a control command to the regulator 13 as needed to change the discharge amount of the main pump 14.
  • the controller 30 controls the machine guidance function for guiding the manual operation of the excavator 100 through the operating device 26 by the operator, for example. Further, the controller 30 controls, for example, a machine control function that automatically supports the manual operation of the excavator 100 through the operating device 26 by the operator. That is, the controller 30 includes the machine guidance unit 50 as a functional unit related to the machine guidance function and the machine control function. Further, the controller 30 includes a sediment load processing unit 60, which will be described later.
  • controller 30 may be realized by another controller (control device). That is, the function of the controller 30 may be realized in a manner distributed by a plurality of controllers.
  • the machine guidance function and the machine control function may be realized by a dedicated controller (control device).
  • the discharge pressure sensor 28 detects the discharge pressure of the main pump 14.
  • the detection signal corresponding to the discharge pressure detected by the discharge pressure sensor 28 is taken into the controller 30.
  • the discharge pressure sensor 28 includes, for example, discharge pressure sensors 28L and 28R as described later.
  • the operating pressure sensor 29 determines the pilot pressure on the secondary side of the operating device 26, that is, the operating state (for example, the operating direction, the operating amount, etc.) related to each operating element (that is, the hydraulic actuator) in the operating device 26.
  • the pilot pressure corresponding to the operation content) is detected.
  • the pilot pressure detection signal corresponding to the operating state of the lower traveling body 1, the upper swinging body 3, the boom 4, the arm 5, the bucket 6 and the like in the operating device 26 by the operating pressure sensor 29 is taken into the controller 30.
  • the operating pressure sensor 29 includes, for example, operating pressure sensors 29A to 29C as described later.
  • the operating pressure sensor 29 it is possible to detect the operating amount (tilting amount) and tilting direction of other sensors capable of detecting the operating state of each operating element in the operating device 26, for example, the lever devices 26A to 26C.
  • An encoder, a potentiometer, or the like may be provided.
  • the proportional valve 31 is provided in the pilot line connecting the pilot pump 15 and the shuttle valve 32, and is configured so that the flow path area (cross-sectional area through which hydraulic oil can flow) can be changed.
  • the proportional valve 31 operates in response to a control command input from the controller 30.
  • the controller 30 can supply the hydraulic oil discharged from the pilot pump 15 to the proportional valve 31 and the proportional valve 31 even when the operating devices 26 (specifically, the lever devices 26A to 26C) are not operated by the operator. It can be supplied to the pilot port of the corresponding control valve in the control valve 17 via the shuttle valve 32.
  • the proportional valve 31 includes, for example, proportional valves 31AL, 31AR, 31BL, 31BR, 31CL, 31CR as described later.
  • the display device 40 is provided in a place in the cabin 10 that is easily visible to the seated operator, and displays various information images under the control of the controller 30.
  • the display device 40 may be connected to the controller 30 via an in-vehicle communication network such as CAN (Controller Area Network), or may be connected to the controller 30 via a one-to-one dedicated line.
  • CAN Controller Area Network
  • the input device 42 is provided within reach of the seated operator in the cabin 10, receives various operation inputs by the operator, and outputs a signal corresponding to the operation input to the controller 30.
  • the input device 42 includes a touch panel mounted on a display of a display device that displays various information images, a knob switch provided at the tip of a lever portion of lever devices 26A to 26C, a button switch installed around the display device 40, and a lever. , Toggle, rotary dial, etc.
  • the signal corresponding to the operation content for the input device 42 is taken into the controller 30.
  • the voice output device 43 is provided in the cabin 10, for example, is connected to the controller 30, and outputs voice under the control of the controller 30.
  • the audio output device 43 is, for example, a speaker, a buzzer, or the like.
  • the voice output device 43 outputs various information by voice in response to a voice output command from the controller 30.
  • the storage device 47 is provided in the cabin 10, for example, and stores various information under the control of the controller 30.
  • the storage device 47 is a non-volatile storage medium such as a semiconductor memory.
  • the storage device 47 may store information output by various devices during the operation of the excavator 100, or may store information acquired through the various devices before the operation of the excavator 100 is started.
  • the storage device 47 may store data regarding the target construction surface acquired via the communication device T1 or the like or set through the input device 42 or the like, for example.
  • the target construction surface may be set (saved) by the operator of the excavator 100, or may be set by the construction manager or the like.
  • the boom angle sensor S1 is attached to the boom 4, and the depression / elevation angle of the boom 4 with respect to the upper swing body 3 (hereinafter, “boom angle”), for example, in a side view, the boom 4 has a swing plane of the upper swing body 3. Detects the angle formed by the straight line connecting the fulcrums at both ends.
  • the boom angle sensor S1 may include, for example, a rotary encoder, an acceleration sensor, a 6-axis sensor, an IMU (Inertial Measurement Unit), and the like.
  • the boom angle sensor S1 may include a potentiometer using a variable resistor, a cylinder sensor for detecting the stroke amount of the hydraulic cylinder (boom cylinder 7) corresponding to the boom angle, and the like.
  • the detection signal corresponding to the boom angle by the boom angle sensor S1 is taken into the controller 30.
  • the arm angle sensor S2 is attached to the arm 5, and the rotation angle of the arm 5 with respect to the boom 4 (hereinafter, “arm angle”), for example, the arm 5 with respect to a straight line connecting the fulcrums at both ends of the boom 4 in a side view. Detects the angle formed by the straight line connecting the fulcrums at both ends of. The detection signal corresponding to the arm angle by the arm angle sensor S2 is taken into the controller 30.
  • the bucket angle sensor S3 is attached to the bucket 6, and the rotation angle of the bucket 6 with respect to the arm 5 (hereinafter, “bucket angle”), for example, the bucket 6 with respect to a straight line connecting the fulcrums at both ends of the arm 5 in a side view. Detects the angle formed by the straight line connecting the fulcrum and the tip (blade edge). The detection signal corresponding to the bucket angle by the bucket angle sensor S3 is taken into the controller 30.
  • the airframe tilt sensor S4 detects the tilted state of the airframe (upper swivel body 3 or lower traveling body 1) with respect to the horizontal plane.
  • the machine body tilt sensor S4 is attached to, for example, the upper swivel body 3 and has a tilt angle around two axes in the front-rear direction and the left-right direction of the shovel 100 (that is, the upper swivel body 3) (hereinafter, “front-rear tilt angle” and “left-right” Tilt angle ”) is detected.
  • the airframe tilt sensor S4 may include, for example, a rotary encoder, an acceleration sensor, a 6-axis sensor, an IMU, and the like.
  • the detection signal corresponding to the tilt angle (front-back tilt angle and left-right tilt angle) by the aircraft tilt sensor S4 is taken into the controller 30.
  • the swivel state sensor S5 outputs detection information regarding the swivel state of the upper swivel body 3.
  • the turning state sensor S5 detects, for example, the turning angular velocity and the turning angle of the upper turning body 3.
  • the swivel state sensor S5 may include, for example, a gyro sensor, a resolver, a rotary encoder, and the like.
  • the detection signal corresponding to the turning angle and the turning angular velocity of the upper turning body 3 by the turning state sensor S5 is taken into the controller 30.
  • the imaging device S6 as a space recognition device images the periphery of the excavator 100.
  • the image pickup apparatus S6 includes a camera S6F that images the front of the excavator 100, a camera S6L that images the left side of the excavator 100, a camera S6R that images the right side of the excavator 100, and a camera S6B that images the rear of the excavator 100. ..
  • the camera S6F is mounted on the ceiling of the cabin 10, that is, inside the cabin 10, for example. Further, the camera S6F may be attached to the outside of the cabin 10, such as the roof of the cabin 10 and the side surface of the boom 4.
  • the camera S6L is attached to the left end of the upper surface of the upper swivel body 3
  • the camera S6R is attached to the right end of the upper surface of the upper swivel body 3
  • the camera S6B is attached to the rear end of the upper surface of the upper swivel body 3.
  • the image pickup apparatus S6 (cameras S6F, S6B, S6L, S6R) is, for example, a monocular wide-angle camera having a very wide angle of view. Further, the image pickup device S6 may be a stereo camera, a distance image camera, or the like. The image captured by the image pickup device S6 is captured by the controller 30 via the display device 40.
  • the image pickup device S6 as a space recognition device may function as an object detection device.
  • the image pickup apparatus S6 may detect an object existing around the excavator 100.
  • the object to be detected may include, for example, a person, an animal, a vehicle, a construction machine, a building, a hole, or the like. Further, the image pickup device S6 may calculate the distance from the image pickup device S6 or the excavator 100 to the recognized object.
  • the image pickup device S6 as an object detection device may include, for example, a stereo camera, a distance image sensor, and the like.
  • the space recognition device is, for example, a monocular camera having an image sensor such as a CCD or CMOS, and outputs the captured image to the display device 40.
  • the space recognition device may be configured to calculate the distance from the space recognition device or the excavator 100 to the recognized object.
  • other object detection devices such as an ultrasonic sensor, a millimeter wave radar, a LIDAR, and an infrared sensor may be provided as the space recognition device.
  • a millimeter-wave radar, an ultrasonic sensor, a laser radar, or the like is used as the space recognition device 80, a large number of signals (laser light, etc.) are transmitted to an object, and the reflected signal is received from the reflected signal. The distance and direction of the object may be detected.
  • the image pickup apparatus S6 may be directly connected to the controller 30 so as to be able to communicate with the controller 30.
  • a boom rod pressure sensor S7R and a boom bottom pressure sensor S7B are attached to the boom cylinder 7.
  • An arm rod pressure sensor S8R and an arm bottom pressure sensor S8B are attached to the arm cylinder 8.
  • a bucket rod pressure sensor S9R and a bucket bottom pressure sensor S9B are attached to the bucket cylinder 9.
  • the boom rod pressure sensor S7R, boom bottom pressure sensor S7B, arm rod pressure sensor S8R, arm bottom pressure sensor S8B, bucket rod pressure sensor S9R and bucket bottom pressure sensor S9B are also collectively referred to as "cylinder pressure sensor”.
  • the boom rod pressure sensor S7R detects the pressure in the rod side oil chamber of the boom cylinder 7 (hereinafter referred to as “boom rod pressure”), and the boom bottom pressure sensor S7B detects the pressure in the bottom side oil chamber of the boom cylinder 7 (hereinafter referred to as “boom rod pressure”). , “Boom bottom pressure”) is detected.
  • the arm rod pressure sensor S8R detects the pressure in the rod side oil chamber of the arm cylinder 8 (hereinafter referred to as “arm rod pressure”), and the arm bottom pressure sensor S8B detects the pressure in the bottom side oil chamber of the arm cylinder 8 (hereinafter referred to as “arm rod pressure”). , "Arm bottom pressure”) is detected.
  • the bucket rod pressure sensor S9R detects the pressure in the rod side oil chamber of the bucket cylinder 9 (hereinafter referred to as “bucket rod pressure”), and the bucket bottom pressure sensor S9B detects the pressure in the bottom side oil chamber of the bucket cylinder 9 (hereinafter referred to as “bucket rod pressure”). , “Bucket bottom pressure”) is detected.
  • the positioning device P0 measures the position and orientation of the upper swivel body 3.
  • the positioning device P0 is, for example, a GNSS (Global Navigation Satellite System) compass, detects the position and orientation of the upper swivel body 3, and captures the detection signal corresponding to the position and orientation of the upper swivel body 3 into the controller 30. .. Further, among the functions of the positioning device P0, the function of detecting the orientation of the upper swivel body 3 may be replaced by the directional sensor attached to the upper swivel body 3.
  • GNSS Global Navigation Satellite System
  • the communication device T1 communicates with an external device through a predetermined network including a mobile communication network having a base station as a terminal, a satellite communication network, an Internet network, and the like.
  • the communication device T1 is, for example, a mobile communication module corresponding to mobile communication standards such as LTE (LongTermEvolution), 4G (4thGeneration), and 5G (5thGeneration), and satellite communication for connecting to a satellite communication network. Modules, etc.
  • the machine guidance unit 50 executes control of the excavator 100 regarding the machine guidance function, for example.
  • the machine guidance unit 50 conveys work information such as the distance between the target construction surface and the tip of the attachment, specifically, the work part of the end attachment, to the operator through the display device 40, the voice output device 43, or the like. ..
  • the data regarding the target construction surface is stored in advance in the storage device 47, for example, as described above.
  • the data regarding the target construction surface is represented by, for example, a reference coordinate system.
  • the reference coordinate system is, for example, the world geodetic system.
  • the world geodetic system has a three-dimensional orthogonality with the origin at the center of gravity of the earth, the X-axis in the direction of the intersection of the Greenwich meridian and the equator, the Y-axis in the direction of 90 degrees east longitude, and the Z-axis in the direction of the North Pole. It is an XYZ coordinate system.
  • the operator may set an arbitrary point on the construction site as a reference point and set a target construction surface through the input device 42 according to the relative positional relationship with the reference point.
  • the working part of the bucket 6 is, for example, the toe of the bucket 6, the back surface of the bucket 6, and the like.
  • the tip portion of the breaker corresponds to the work part.
  • the machine guidance unit 50 notifies the operator of work information through the display device 40, the voice output device 43, and the like, and guides the operator to operate the excavator 100 through the operation device 26.
  • the machine guidance unit 50 executes control of the excavator 100 regarding the machine control function, for example.
  • the machine guidance unit 50 is, for example, at least one of the boom 4, the arm 5, and the bucket 6 so that the target construction surface and the tip position of the bucket 6 are aligned when the operator is manually performing the excavation operation. One may be operated automatically.
  • the machine guidance unit 50 receives information from the boom angle sensor S1, the arm angle sensor S2, the bucket angle sensor S3, the body tilt sensor S4, the turning state sensor S5, the image pickup device S6, the positioning device P0, the communication device T1, the input device 42, and the like. get. Then, the machine guidance unit 50 calculates the distance between the bucket 6 and the target construction surface based on, for example, the acquired information, and the bucket is based on the sound from the sound output device 43 and the image displayed on the display device 40. Notify the operator of the degree of distance between 6 and the target construction surface, and make sure that the tip of the attachment (specifically, the work part such as the tip or back of the bucket 6) matches the target construction surface. Automatically control the operation of attachments.
  • the machine guidance unit 50 has a position calculation unit 51, a distance calculation unit 52, an information transmission unit 53, an automatic control unit 54, and a turning angle calculation unit 55 as detailed functional configurations related to the machine guidance function and the machine control function. And the relative angle calculation unit 56.
  • the position calculation unit 51 calculates the position of a predetermined positioning target. For example, the position calculation unit 51 calculates the coordinate points in the reference coordinate system of the tip portion of the attachment, specifically, the work portion such as the toe or the back surface of the bucket 6. Specifically, the position calculation unit 51 calculates the coordinate points of the working portion of the bucket 6 from the elevation angles (boom angle, arm angle, and bucket angle) of the boom 4, the arm 5, and the bucket 6.
  • the elevation angles boost angle, arm angle, and bucket angle
  • the distance calculation unit 52 calculates the distance between two positioning targets. For example, the distance calculation unit 52 calculates the distance between the tip of the attachment, specifically, the work site such as the tip of the bucket 6 or the back surface, and the target construction surface. Further, the distance calculation unit 52 may calculate an angle (relative angle) between the back surface of the bucket 6 as a work portion and the target construction surface.
  • the information transmission unit 53 transmits (notifies) various information to the operator of the excavator 100 through a predetermined notification means such as the display device 40 and the voice output device 43.
  • the information transmission unit 53 notifies the operator of the excavator 100 of the magnitude (degree) of various distances and the like calculated by the distance calculation unit 52. For example, using at least one of the visual information from the display device 40 and the auditory information from the audio output device 43, the distance (magnitude) between the tip end portion of the bucket 6 and the target construction surface is transmitted to the operator.
  • the information transmission unit 53 uses at least one of the visual information by the display device 40 and the auditory information by the audio output device 43, and the relative angle (large) between the back surface of the bucket 6 as a work part and the target construction surface. You may tell the operator.
  • the information transmission unit 53 informs the operator of the magnitude of the distance (for example, the vertical distance) between the work part of the bucket 6 and the target construction surface by using the intermittent sound generated by the voice output device 43.
  • the information transmission unit 53 may shorten the interval of the intermittent sound as the vertical distance becomes smaller, and lengthen the sensation of the intermittent sound as the vertical distance increases.
  • the information transmission unit 53 may use continuous sound, and may express the difference in the magnitude of the vertical distance while changing the pitch, strength, etc. of the sound.
  • the information transmission unit 53 may issue an alarm through the voice output device 43 when the tip end portion of the bucket 6 is at a position lower than the target construction surface, that is, when the target construction surface is exceeded.
  • the alarm is, for example, a continuous sound that is significantly louder than the intermittent sound.
  • the information transmission unit 53 is the tip portion of the attachment, specifically, the size of the distance between the work part of the bucket 6 and the target construction surface, and the relative angle between the back surface of the bucket 6 and the target construction surface.
  • the size and the like may be displayed on the display device 40 as work information.
  • the display device 40 displays, for example, the work information received from the information transmission unit 53 together with the image data received from the image pickup device S6.
  • the information transmission unit 53 may transmit the magnitude of the vertical distance to the operator by using, for example, an image of an analog meter or an image of a bar graph indicator.
  • the automatic control unit 54 automatically supports the manual operation of the excavator 100 through the operating device 26 by the operator by automatically operating the actuator.
  • the automatic control unit 54 is a control valve (specifically, specifically, a swivel hydraulic motor 2A, a boom cylinder 7, and a bucket cylinder 9) corresponding to a plurality of hydraulic actuators (specifically, a swing hydraulic motor 2A, a boom cylinder 7, and a bucket cylinder 9) as described later.
  • the pilot pressure acting on the control valve 173, the control valves 175L, 175R, and the control valve 174) can be adjusted individually and automatically. As a result, the automatic control unit 54 can automatically operate each of the hydraulic actuators.
  • the control related to the machine control function by the automatic control unit 54 may be executed, for example, when a predetermined switch included in the input device 42 is pressed.
  • the predetermined switch is, for example, a machine control switch (hereinafter, “MC (Machine Control) switch”), and is a grip portion by an operator of an operating device 26 (for example, a lever device corresponding to the operation of the arm 5) as a knob switch. It may be arranged at the tip of.
  • MC Machine Control
  • the automatic control unit 54 automatically switches at least one of the boom cylinder 7 and the bucket cylinder 9 in accordance with the operation of the arm cylinder 8 in order to support the excavation work and the shaping work. Expand and contract.
  • the automatic control unit 54 when the operator manually closes the arm 5 (hereinafter, “arm closing operation”), the target construction surface and the work part such as the toe or the back surface of the bucket 6 At least one of the boom cylinder 7 and the bucket cylinder 9 is automatically expanded and contracted so as to match the position of. In this case, for example, the operator can close the arm 5 while aligning the toes of the bucket 6 with the target construction surface by simply operating the lever device corresponding to the operation of the arm 5.
  • the automatic control unit 54 may automatically rotate the swing hydraulic motor 2A (an example of an actuator) in order to make the upper swing body 3 face the target construction surface when the MC switch or the like is pressed. ..
  • the control by the controller 30 (automatic control unit 54) to make the upper swing body 3 face the target construction surface is referred to as "face-to-face control".
  • the operator or the like can target the upper swivel body 3 by simply pressing a predetermined switch, or by operating the lever device 26C described later corresponding to the swivel operation while the switch is pressed. It can be made to face the face. Further, the operator can make the upper swivel body 3 face the target construction surface and start the machine control function related to the excavation work of the target construction surface described above by simply pressing the MC switch.
  • the tip of the attachment (for example, the tip of the toe or the back surface of the bucket 6 as a work part) is set to the target construction surface (for example, according to the operation of the attachment). It is in a state where it can be moved along the inclination direction of the ascending slope BS).
  • the operating surface of the attachment (attachment operating surface) vertical to the swivel plane of the excavator 100 corresponds to the target construction surface. It is a state including the normal of the surface (in other words, a state along the normal).
  • the automatic control unit 54 can make the upper swivel body 3 face each other by automatically rotating the swivel hydraulic motor 2A. As a result, the excavator 100 can appropriately construct the target construction surface.
  • the automatic control unit 54 determines, for example, the leftmost vertical distance between the leftmost coordinate point of the toe of the bucket 6 and the target construction surface (hereinafter, simply “leftmost vertical distance") and the toe of the bucket 6.
  • the rightmost vertical distance between the rightmost coordinate point and the target construction surface hereinafter, simply “rightmost vertical distance” becomes equal, it is judged that the excavator faces the target construction surface.
  • the automatic control unit 54 is not when the leftmost vertical distance and the rightmost vertical distance are equal (that is, when the difference between the leftmost vertical distance and the rightmost vertical distance becomes zero), but the difference is equal to or less than a predetermined value. When becomes, it may be determined that the excavator 100 faces the target construction surface.
  • the automatic control unit 54 may operate the swing hydraulic motor 2A based on, for example, the difference between the leftmost vertical distance and the rightmost vertical distance in the face-to-face control. Specifically, when the lever device 26C corresponding to the turning operation is operated while a predetermined switch such as the MC switch is pressed, the lever device 26C moves in the direction in which the upper turning body 3 faces the target construction surface. Determine if it has been manipulated. For example, when the lever device 26C is operated in the direction in which the vertical distance between the toe of the bucket 6 and the target construction surface (uphill slope BS) increases, the automatic control unit 54 does not execute the facing control.
  • a predetermined switch such as the MC switch
  • the automatic control unit 54 executes the facing control.
  • the automatic control unit 54 can operate the swing hydraulic motor 2A so that the difference between the leftmost vertical distance and the rightmost vertical distance becomes small.
  • the automatic control unit 54 stops the swing hydraulic motor 2A.
  • the automatic control unit 54 sets a turning angle at which the difference is equal to or less than a predetermined value or becomes zero as a target angle, and is based on the target angle and the current turning angle (specifically, the detection signal of the turning state sensor S5).
  • the operation of the swing hydraulic motor 2A may be controlled so that the angle difference from the detected value) becomes zero.
  • the turning angle is, for example, the angle of the front-rear axis of the upper turning body 3 with respect to the reference direction.
  • the automatic control unit 54 performs face-to-face control with the swivel motor (an example of an actuator) as a control target. ..
  • the turning angle calculation unit 55 calculates the turning angle of the upper turning body 3. As a result, the controller 30 can specify the current orientation of the upper swing body 3.
  • the turning angle calculation unit 55 calculates, for example, the angle of the front-rear axis of the upper turning body 3 with respect to the reference direction as the turning angle based on the output signal of the GNSS compass included in the positioning device P0. Further, the turning angle calculation unit 55 may calculate the turning angle based on the detection signal of the turning state sensor S5. Further, when the reference point is set at the construction site, the turning angle calculation unit 55 may use the direction in which the reference point is viewed from the turning axis as the reference direction.
  • the turning angle indicates the direction in which the attachment operating surface extends with respect to the reference direction.
  • the attachment operating surface is, for example, a virtual plane that vertically traverses the attachment, and is arranged so as to be perpendicular to the turning plane.
  • the swivel plane is, for example, a virtual plane including the bottom surface of the swivel frame perpendicular to the swivel axis.
  • the relative angle calculation unit 56 calculates the turning angle (relative angle) required for the upper swivel body 3 to face the target construction surface.
  • the relative angle is formed between, for example, the direction of the front-rear axis of the upper swivel body 3 when the upper swivel body 3 faces the target construction surface and the current direction of the front-rear axis of the upper swivel body 3. Relative angle.
  • the relative angle calculation unit 56 calculates the relative angle based on, for example, the data on the target construction surface stored in the storage device 47 and the turning angle calculated by the turning angle calculation unit 55.
  • the automatic control unit 54 When the lever device 26C corresponding to the turning operation is operated while a predetermined switch such as the MC switch is pressed, the automatic control unit 54 is turned in the direction in which the upper turning body 3 faces the target construction surface. Judge whether or not. When the automatic control unit 54 determines that the upper swivel body 3 has been swiveled in the direction facing the target construction surface, the automatic control unit 54 sets the relative angle calculated by the relative angle calculation unit 56 as the target angle. Then, when the change in the turning angle after the lever device 26C is operated reaches the target angle, the automatic control unit 54 determines that the upper turning body 3 faces the target construction surface, and determines that the turning hydraulic motor 2A You may stop the movement.
  • the automatic control unit 54 can make the upper swivel body 3 face the target construction surface on the premise of the configuration shown in FIG.
  • face-to-face control an example of face-to-face control with respect to the target construction surface is shown, but the present invention is not limited to this.
  • a target excavation track corresponding to the target volume is generated, and a turning operation is performed so that the attachment faces the target excavation track.
  • the target excavation track is changed each time the scooping operation is performed. Therefore, after the soil is discharged to the dump truck DT, it is directly controlled against the newly changed target excavation track.
  • the swing hydraulic motor 2A has a first port 2A1 and a second port 2A2.
  • the hydraulic sensor 21 detects the pressure of the hydraulic oil in the first port 2A1 of the swivel hydraulic motor 2A.
  • the hydraulic sensor 22 detects the pressure of the hydraulic oil in the second port 2A2 of the swivel hydraulic motor 2A.
  • the detection signal corresponding to the discharge pressure detected by the oil pressure sensors 21 and 22 is taken into the controller 30.
  • first port 2A1 is connected to the hydraulic oil tank via the relief valve 23.
  • the relief valve 23 opens when the pressure on the first port 2A1 side reaches a predetermined relief pressure, and discharges the hydraulic oil on the first port 2A1 side to the hydraulic oil tank.
  • the second port 2A2 is connected to the hydraulic oil tank via the relief valve 24.
  • the relief valve 24 opens when the pressure on the second port 2A2 side reaches a predetermined relief pressure, and discharges the hydraulic oil on the second port 2A2 side to the hydraulic oil tank.
  • FIG. 3 is a diagram schematically showing an example of the configuration of the hydraulic system of the excavator 100 according to the present embodiment.
  • the flood control system realized by the hydraulic circuit circulates hydraulic oil from the main pumps 14L and 14R driven by the engine 11 to the hydraulic oil tank via the center bypass oil passages C1L and C1R and the parallel oil passages C2L and C2R, respectively. Let me.
  • the center bypass oil passage C1L starts from the main pump 14L, passes through the control valves 171, 173, 175L, and 176L arranged in the control valve 17 in order, and reaches the hydraulic oil tank.
  • the center bypass oil passage C1R starts from the main pump 14R, passes through the control valves 172, 174, 175R, and 176R arranged in the control valve 17 in order, and reaches the hydraulic oil tank.
  • the control valve 171 is a spool valve that supplies the hydraulic oil discharged from the main pump 14L to the traveling hydraulic motor 1L and discharges the hydraulic oil discharged from the traveling hydraulic motor 1L to the hydraulic oil tank.
  • the control valve 172 is a spool valve that supplies the hydraulic oil discharged from the main pump 14R to the traveling hydraulic motor 1R and discharges the hydraulic oil discharged from the traveling hydraulic motor 1R to the hydraulic oil tank.
  • the control valve 173 is a spool valve that supplies the hydraulic oil discharged from the main pump 14L to the swing hydraulic motor 2A and discharges the hydraulic oil discharged by the swing hydraulic motor 2A to the hydraulic oil tank.
  • the control valve 174 is a spool valve that supplies the hydraulic oil discharged from the main pump 14R to the bucket cylinder 9 and discharges the hydraulic oil in the bucket cylinder 9 to the hydraulic oil tank.
  • the control valves 175L and 175R are spool valves that supply the hydraulic oil discharged by the main pumps 14L and 14R to the boom cylinder 7 and discharge the hydraulic oil in the boom cylinder 7 to the hydraulic oil tank, respectively.
  • the control valves 176L and 176R supply the hydraulic oil discharged by the main pumps 14L and 14R to the arm cylinder 8 and discharge the hydraulic oil in the arm cylinder 8 to the hydraulic oil tank.
  • the control valves 171, 172, 173, 174, 175L, 175R, 176L, and 176R adjust the flow rate of the hydraulic oil supplied to and discharged from the hydraulic actuator according to the pilot pressure acting on the pilot port, and the flow direction, respectively. To switch.
  • the parallel oil passage C2L supplies the hydraulic oil of the main pump 14L to the control valves 171, 173, 175L, and 176L in parallel with the center bypass oil passage C1L.
  • the parallel oil passage C2L branches from the center bypass oil passage C1L on the upstream side of the control valve 171 and supplies the hydraulic oil of the main pump 14L in parallel with the control valves 171, 173, 175L, and 176R, respectively. It is configured to be possible.
  • the parallel oil passage C2L supplies the hydraulic oil to the control valve further downstream when the flow of the hydraulic oil through the center bypass oil passage C1L is restricted or blocked by any of the control valves 171, 173, and 175L. it can.
  • the parallel oil passage C2R supplies the hydraulic oil of the main pump 14R to the control valves 172, 174, 175R and 176R in parallel with the center bypass oil passage C1R.
  • the parallel oil passage C2R branches from the center bypass oil passage C1R on the upstream side of the control valve 172, and supplies hydraulic oil for the main pump 14R in parallel with the control valves 172, 174, 175R, and 176R, respectively. It is configured to be possible.
  • the parallel oil passage C2R can supply the hydraulic oil to the control valve further downstream when the flow of the hydraulic oil through the center bypass oil passage C1R is restricted or blocked by any of the control valves 172, 174, and 175R.
  • the regulators 13L and 13R adjust the discharge amounts of the main pumps 14L and 14R by adjusting the tilt angle of the swash plate of the main pumps 14L and 14R, respectively, under the control of the controller 30.
  • the discharge pressure sensor 28L detects the discharge pressure of the main pump 14L, and the detection signal corresponding to the detected discharge pressure is taken into the controller 30. The same applies to the discharge pressure sensor 28R. As a result, the controller 30 can control the regulators 13L and 13R according to the discharge pressures of the main pumps 14L and 14R.
  • Negative control throttles (hereinafter, “negative control throttles”) 18L and 18R are provided between the most downstream control valves 176L and 176R and the hydraulic oil tank in the center bypass oil passages C1L and C1R. As a result, the flow of hydraulic oil discharged by the main pumps 14L and 14R is restricted by the negative control throttles 18L and 18R. Then, the negative control diaphragms 18L and 18R generate a control pressure (hereinafter, “negative control pressure”) for controlling the regulators 13L and 13R.
  • negative control pressure hereinafter, “negative control pressure”
  • the negative control pressure sensors 19L and 19R detect the negative control pressure, and the detection signal corresponding to the detected negative control pressure is taken into the controller 30.
  • the controller 30 may control the regulators 13L and 13R according to the discharge pressures of the main pumps 14L and 14R detected by the discharge pressure sensors 28L and 28R, and adjust the discharge amount of the main pumps 14L and 14R. For example, the controller 30 may reduce the discharge amount by controlling the regulator 13L in response to the increase in the discharge pressure of the main pump 14L and adjusting the swash plate tilt angle of the main pump 14L. The same applies to the regulator 13R. As a result, the controller 30 controls the total horsepower of the main pumps 14L and 14R so that the absorbed horsepower of the main pumps 14L and 14R, which is represented by the product of the discharge pressure and the discharge amount, does not exceed the output horsepower of the engine 11. be able to.
  • the controller 30 may adjust the discharge amount of the main pumps 14L and 14R by controlling the regulators 13L and 13R according to the negative control pressure detected by the negative control pressure sensors 19L and 19R. For example, the controller 30 reduces the discharge amount of the main pumps 14L and 14R as the negative control pressure increases, and increases the discharge amount of the main pumps 14L and 14R as the negative control pressure decreases.
  • the hydraulic oil discharged from the main pumps 14L and 14R passes through the center bypass oil passages C1L and C1R. Through it, it reaches the negative control aperture 18L, 18R. Then, the flow of the hydraulic oil discharged from the main pumps 14L and 14R increases the negative control pressure generated upstream of the negative control throttles 18L and 18R. As a result, the controller 30 reduces the discharge amount of the main pumps 14L and 14R to the allowable minimum discharge amount, and suppresses the pressure loss (pumping loss) when the discharged hydraulic oil passes through the center bypass oil passages C1L and C1R. ..
  • the hydraulic oil discharged from the main pumps 14L and 14R is sent to the operation target hydraulic actuator via the control valve corresponding to the operation target hydraulic actuator. It flows in. Then, the flow of hydraulic oil discharged from the main pumps 14L and 14R reduces or eliminates the amount reaching the negative control diaphragms 18L and 18R, and lowers the negative control pressure generated upstream of the negative control throttles 18L and 18R. As a result, the controller 30 can increase the discharge amount of the main pumps 14L and 14R, circulate sufficient hydraulic oil to the operation target hydraulic actuator, and reliably drive the operation target hydraulic actuator.
  • FIG. 4A to 4C are diagrams schematically showing an example of a component related to an operation system in the hydraulic system of the excavator 100 according to the present embodiment.
  • FIG. 4A is a diagram showing an example of a pilot circuit in which a pilot pressure is applied to the control valves 175L and 175R that hydraulically control the boom cylinder 7.
  • FIG. 4B is a diagram showing an example of a pilot circuit in which a pilot pressure is applied to a control valve 174 that hydraulically controls the bucket cylinder 9.
  • FIG. 4C is a diagram showing an example of a pilot circuit in which a pilot pressure is applied to a control valve 173 that hydraulically controls the swing hydraulic motor 2A.
  • the lever device 26A is used by an operator or the like to operate the boom cylinder 7 corresponding to the boom 4.
  • the lever device 26A uses the hydraulic oil discharged from the pilot pump 15 to output the pilot pressure according to the operation content to the secondary side.
  • the two inlet ports are the pilot line on the secondary side of the lever device 26A corresponding to the operation in the raising direction of the boom 4 (hereinafter, "boom raising operation"), and the secondary of the proportional valve 31AL.
  • the outlet port is connected to the pilot port on the right side of the control valve 175L and the pilot port on the left side of the control valve 175R.
  • the two inlet ports are the pilot line on the secondary side of the lever device 26A corresponding to the operation in the lowering direction of the boom 4 (hereinafter, “boom lowering operation”), and the secondary of the proportional valve 31AR. It is connected to the pilot line on the side and the outlet port is connected to the pilot port on the right side of the control valve 175R.
  • the lever device 26A applies a pilot pressure according to the operation content (for example, the operation direction and the operation amount) to the pilot ports of the control valves 175L and 175R via the shuttle valves 32AL and 32AR. Specifically, the lever device 26A outputs a pilot pressure according to the amount of operation to one inlet port of the shuttle valve 32AL when the boom is raised, and the right side of the control valve 175L via the shuttle valve 32AL. It acts on the pilot port of the above and the pilot port on the left side of the control valve 175R.
  • the operation content for example, the operation direction and the operation amount
  • the lever device 26A when the boom lowering operation is performed, the lever device 26A outputs the pilot pressure according to the operation amount to one inlet port of the shuttle valve 32AR, and the pilot port on the right side of the control valve 175R via the shuttle valve 32AR. To act on.
  • the proportional valve 31AL operates according to the control current input from the controller 30. Specifically, the proportional valve 31AL uses the hydraulic oil discharged from the pilot pump 15 to output a pilot pressure corresponding to the control current input from the controller 30 to the other inlet port of the shuttle valve 32AL. Thereby, the proportional valve 31AL can adjust the pilot pressure acting on the pilot port on the right side of the control valve 175L and the pilot port on the left side of the control valve 175R via the shuttle valve 32AL.
  • the proportional valve 31AR operates according to the control current input from the controller 30. Specifically, the proportional valve 31AR uses the hydraulic oil discharged from the pilot pump 15 to output a pilot pressure corresponding to the control current input from the controller 30 to the other inlet port of the shuttle valve 32AR. Thereby, the proportional valve 31AR can adjust the pilot pressure acting on the pilot port on the right side of the control valve 175R via the shuttle valve 32AR.
  • the proportional valves 31AL and 31AR can adjust the pilot pressure output to the secondary side so that the control valves 175L and 175R can be stopped at an arbitrary valve position regardless of the operating state of the lever device 26A.
  • the proportional valve 33AL functions as a machine control control valve in the same manner as the proportional valve 31AL.
  • the proportional valve 33AL is arranged in a pipeline connecting the operating device 26 and the shuttle valve 32AL, and is configured so that the flow path area of the pipeline can be changed.
  • the proportional valve 33AL operates in response to a control command output from the controller 30. Therefore, the controller 30 reduces the pressure of the hydraulic oil discharged by the operating device 26 regardless of the operation of the operating device 26 by the operator, and then passes the shuttle valve 32AL to the corresponding control valve in the control valve 17. Can be supplied to the pilot port of.
  • the proportional valve 33AR functions as a control valve for machine control.
  • the proportional valve 33AR is arranged in a pipeline connecting the operating device 26 and the shuttle valve 32AR, and is configured so that the flow path area of the pipeline can be changed.
  • the proportional valve 33AR operates in response to a control command output from the controller 30. Therefore, the controller 30 reduces the pressure of the hydraulic oil discharged by the operating device 26 regardless of the operation of the operating device 26 by the operator, and then passes the corresponding control valve in the control valve 17 via the shuttle valve 32AR. Can be supplied to the pilot port of.
  • the operating pressure sensor 29A detects the operation content of the lever device 26A by the operator in the form of pressure (operating pressure), and the detection signal corresponding to the detected pressure is taken into the controller 30. As a result, the controller 30 can grasp the operation content for the lever device 26A.
  • the controller 30 controls the hydraulic oil discharged from the pilot pump 15 to the pilot port on the right side of the control valve 175L via the proportional valve 31AL and the shuttle valve 32AL, regardless of the boom raising operation on the lever device 26A by the operator. It can be supplied to the pilot port on the left side of the valve 175R. Further, the controller 30 supplies the hydraulic oil discharged from the pilot pump 15 to the pilot port on the right side of the control valve 175R via the proportional valve 31AR and the shuttle valve 32AR regardless of the boom lowering operation of the lever device 26A by the operator. Can be supplied to. That is, the controller 30 can automatically control the raising and lowering operation of the boom 4. Further, the controller 30 can forcibly stop the operation of the hydraulic actuator corresponding to the specific operating device 26 even when the operation for the specific operating device 26 is being performed.
  • the proportional valve 33AL operates in response to a control command (current command) output by the controller 30. Then, the pilot pressure due to the hydraulic oil introduced from the pilot pump 15 to the right side pilot port of the control valve 175L and the left side pilot port of the control valve 175R is reduced via the lever device 26A, the proportional valve 33AL, and the shuttle valve 32AL.
  • the proportional valve 33AR operates in response to a control command (current command) output by the controller 30. Then, the pilot pressure due to the hydraulic oil introduced from the pilot pump 15 to the right pilot port of the control valve 175R via the lever device 26A, the proportional valve 33AR, and the shuttle valve 32AR is reduced.
  • the proportional valves 33AL and 33AR can adjust the pilot pressure so that the control valves 175L and 175R can be stopped at any valve position.
  • the controller 30 can use the pilot port on the raising side of the control valve 175 (the left side pilot port of the control valve 175L and the control valve, if necessary, even when the boom raising operation is performed by the operator.
  • the pilot pressure acting on the right pilot port of the 175R) can be reduced to forcibly stop the closing operation of the boom 4. The same applies to the case where the lowering operation of the boom 4 is forcibly stopped while the boom lowering operation is being performed by the operator.
  • the controller 30 controls the proportional valve 31AR as necessary even when the boom raising operation is performed by the operator, and is on the opposite side of the pilot port on the raising side of the control valve 175.
  • the controller 30 controls the proportional valve 31AR as necessary even when the boom raising operation is performed by the operator, and is on the opposite side of the pilot port on the raising side of the control valve 175.
  • the lever device 26B is used by an operator or the like to operate the bucket cylinder 9 corresponding to the bucket 6.
  • the lever device 26B uses the hydraulic oil discharged from the pilot pump 15 to output the pilot pressure according to the operation content to the secondary side.
  • the two inlet ports are the pilot line on the secondary side of the lever device 26B corresponding to the operation in the closing direction of the bucket 6 (hereinafter, “bucket closing operation”), and the secondary of the proportional valve 31BL. It is connected to the pilot line on the side and the outlet port is connected to the pilot port on the left side of the control valve 174.
  • the two inlet ports are the pilot line on the secondary side of the lever device 26B corresponding to the operation in the opening direction of the bucket 6 (hereinafter, “bucket opening operation”), and the secondary of the proportional valve 31BR. It is connected to the pilot line on the side and the outlet port is connected to the pilot port on the right side of the control valve 174.
  • the lever device 26B applies a pilot pressure according to the operation content to the pilot port of the control valve 174 via the shuttle valves 32BL and 32BR. Specifically, when the bucket is closed, the lever device 26B outputs a pilot pressure according to the amount of operation to one inlet port of the shuttle valve 32BL, and via the shuttle valve 32BL, the left side of the control valve 174. Act on the pilot port of. Further, when the bucket opening operation is performed, the lever device 26B outputs the pilot pressure according to the operation amount to one inlet port of the shuttle valve 32BR, and via the shuttle valve 32BR, the pilot port on the right side of the control valve 174. To act on.
  • the proportional valve 31BL operates according to the control current input from the controller 30. Specifically, the proportional valve 31BL uses the hydraulic oil discharged from the pilot pump 15 to output a pilot pressure corresponding to the control current input from the controller 30 to the other pilot port of the shuttle valve 32BL. Thereby, the proportional valve 31BL can adjust the pilot pressure acting on the pilot port on the left side of the control valve 174 via the shuttle valve 32BL.
  • the proportional valve 31BR operates according to the control current output by the controller 30. Specifically, the proportional valve 31BR uses the hydraulic oil discharged from the pilot pump 15 to output a pilot pressure corresponding to the control current input from the controller 30 to the other pilot port of the shuttle valve 32BR. Thereby, the proportional valve 31BR can adjust the pilot pressure acting on the pilot port on the right side of the control valve 174 via the shuttle valve 32BR.
  • the proportional valves 31BL and 31BR can adjust the pilot pressure output to the secondary side so that the control valve 174 can be stopped at an arbitrary valve position regardless of the operating state of the lever device 26B.
  • the proportional valve 33BL functions as a machine control control valve in the same manner as the proportional valve 31BL.
  • the proportional valve 33BL is arranged in a pipeline connecting the operating device 26 and the shuttle valve 32BL, and is configured so that the flow path area of the pipeline can be changed.
  • the proportional valve 33BL operates in response to a control command output from the controller 30. Therefore, the controller 30 reduces the pressure of the hydraulic oil discharged by the operating device 26 regardless of the operation of the operating device 26 by the operator, and then passes the shuttle valve 32BL to the corresponding control valve in the control valve 17. Can be supplied to the pilot port of.
  • the proportional valve 33BR functions as a control valve for machine control.
  • the proportional valve 33BR is arranged in a pipeline connecting the operating device 26 and the shuttle valve 32BR, and is configured so that the flow path area of the pipeline can be changed.
  • the proportional valve 33BR operates in response to a control command output from the controller 30. Therefore, the controller 30 reduces the pressure of the hydraulic oil discharged by the operating device 26 regardless of the operation of the operating device 26 by the operator, and then passes the corresponding control valve in the control valve 17 via the shuttle valve 32BR. Can be supplied to the pilot port of.
  • the operating pressure sensor 29B detects the operation content of the lever device 26B by the operator in the form of pressure (operating pressure), and the detection signal corresponding to the detected pressure is taken into the controller 30. As a result, the controller 30 can grasp the operation content of the lever device 26B.
  • the controller 30 supplies the hydraulic oil discharged from the pilot pump 15 to the pilot port on the left side of the control valve 174 via the proportional valve 31BL and the shuttle valve 32BL, regardless of the bucket closing operation on the lever device 26B by the operator. Can be made to. Further, the controller 30 supplies the hydraulic oil discharged from the pilot pump 15 to the pilot port on the right side of the control valve 174 via the proportional valve 31BR and the shuttle valve 32BR regardless of the bucket opening operation for the lever device 26B by the operator. Can be supplied to. That is, the controller 30 can automatically control the opening / closing operation of the bucket 6. Further, the controller 30 can forcibly stop the operation of the hydraulic actuator corresponding to the specific operating device 26 even when the operation for the specific operating device 26 is being performed.
  • the operation of the proportional valves 33BL and 33BR for forcibly stopping the operation of the bucket 6 when the bucket closing operation or the bucket opening operation is performed by the operator is performed by the operator as a boom raising operation or a boom lowering operation. This is the same as the operation of the proportional valves 33AL and 33AR for forcibly stopping the operation of the boom 4 when the boom 4 is broken, and a duplicate description will be omitted.
  • the lever device 26C is used by an operator or the like to operate the swing hydraulic motor 2A corresponding to the upper swing body 3 (swing mechanism 2).
  • the lever device 26C uses the hydraulic oil discharged from the pilot pump 15 to output the pilot pressure according to the operation content to the secondary side.
  • the two inlet ports are the pilot line on the secondary side of the lever device 26C corresponding to the left turning operation of the upper turning body 3 (hereinafter, “left turning operation”), and the proportional valve 31CL.
  • the outlet port is connected to the pilot port on the left side of the control valve 173.
  • the two inlet ports are the pilot line on the secondary side of the lever device 26C corresponding to the rightward turning operation of the upper turning body 3 (hereinafter, "right turning operation"), and the proportional valve. It is connected to the pilot line on the secondary side of the 31CR, and the outlet port is connected to the pilot port on the right side of the control valve 173.
  • the lever device 26C applies a pilot pressure according to the operation content in the left-right direction to the pilot port of the control valve 173 via the shuttle valves 32CL and 32CR. Specifically, when the lever device 26C is turned left, the pilot pressure corresponding to the amount of operation is output to one inlet port of the shuttle valve 32CL, and the left side of the control valve 173 is output via the shuttle valve 32CL. Act on the pilot port of. Further, when the lever device 26C is turned to the right, the pilot pressure according to the operation amount is output to one inlet port of the shuttle valve 32CR, and the pilot on the right side of the control valve 173 via the shuttle valve 32CR. Act on the port.
  • the proportional valve 31CL operates according to the control current input from the controller 30. Specifically, the proportional valve 31CL uses the hydraulic oil discharged from the pilot pump 15 to output a pilot pressure corresponding to the control current input from the controller 30 to the other pilot port of the shuttle valve 32CL. As a result, the proportional valve 31CL can adjust the pilot pressure acting on the pilot port on the left side of the control valve 173 via the shuttle valve 32CL.
  • the proportional valve 31CR operates according to the control current output by the controller 30. Specifically, the proportional valve 31CR uses the hydraulic oil discharged from the pilot pump 15 to output a pilot pressure corresponding to the control current input from the controller 30 to the other pilot port of the shuttle valve 32CR. Thereby, the proportional valve 31CR can adjust the pilot pressure acting on the pilot port on the right side of the control valve 173 via the shuttle valve 32CR.
  • the proportional valves 31CL and 31CR can adjust the pilot pressure output to the secondary side so that the control valve 173 can be stopped at an arbitrary valve position regardless of the operating state of the lever device 26C.
  • the proportional valve 33CL functions as a machine control control valve in the same manner as the proportional valve 31CL.
  • the proportional valve 33CL is arranged in a pipeline connecting the operating device 26 and the shuttle valve 32CL, and is configured so that the flow path area of the pipeline can be changed.
  • the proportional valve 33CL operates in response to a control command output from the controller 30. Therefore, the controller 30 reduces the pressure of the hydraulic oil discharged by the operating device 26 regardless of the operation of the operating device 26 by the operator, and then passes the shuttle valve 32CL to the corresponding control valve in the control valve 17. Can be supplied to the pilot port of.
  • the proportional valve 33CR functions as a control valve for machine control.
  • the proportional valve 33CR is arranged in a pipeline connecting the operating device 26 and the shuttle valve 32CR, and is configured so that the flow path area of the pipeline can be changed.
  • the proportional valve 33CR operates in response to a control command output from the controller 30. Therefore, the controller 30 reduces the pressure of the hydraulic oil discharged by the operating device 26 regardless of the operation of the operating device 26 by the operator, and then passes the corresponding control valve in the control valve 17 via the shuttle valve 32CR. Can be supplied to the pilot port of.
  • the operating pressure sensor 29C detects the operating state of the lever device 26C by the operator as a pressure, and the detection signal corresponding to the detected pressure is taken into the controller 30. As a result, the controller 30 can grasp the operation content in the left-right direction with respect to the lever device 26C.
  • the controller 30 supplies the hydraulic oil discharged from the pilot pump 15 to the pilot port on the left side of the control valve 173 via the proportional valve 31CL and the shuttle valve 32CL regardless of the left turning operation of the lever device 26C by the operator. Can be made to. Further, the controller 30 transfers the hydraulic oil discharged from the pilot pump 15 to the pilot on the right side of the control valve 173 via the proportional valve 31CR and the shuttle valve 32CR regardless of the right turning operation of the lever device 26C by the operator. It can be supplied to the port. That is, the controller 30 can automatically control the turning operation of the upper turning body 3 in the left-right direction. Further, the controller 30 can forcibly stop the operation of the hydraulic actuator corresponding to the specific operating device 26 even when the operation for the specific operating device 26 is being performed.
  • the operation of the proportional valves 33CL and 33CR for forcibly stopping the operation of the upper swivel body 3 when the swivel operation is performed by the operator is a boom raising operation or a boom lowering operation by the operator.
  • the operation is the same as the operation of the proportional valves 33AL and 33AR for forcibly stopping the operation of the boom 4, and duplicate description will be omitted.
  • the excavator 100 may further include a configuration in which the arm 5 is automatically opened and closed, and a configuration in which the lower traveling body 1 is automatically moved forward and backward.
  • the components related to the operation system of the arm cylinder 8 are the components related to the operation system of the traveling hydraulic motor 1L, and the components related to the operation of the traveling hydraulic motor 1R are the components related to the operation system of the boom cylinder 7. It may be configured in the same manner as the parts and the like (FIGS. 4A to 4C).
  • FIG. 5 is a diagram schematically showing an example of a component related to a sediment load detecting function in the excavator 100 according to the present embodiment.
  • the controller 30 includes the earth and sand load processing unit 60 as a functional unit related to the function of detecting the load of the earth and sand excavated by the bucket 6.
  • the earth and sand load processing unit 60 includes a load weight calculation unit 61, a maximum load capacity detection unit 62, an additional load capacity calculation unit 63, a remaining load capacity calculation unit 64, and a load center of gravity calculation unit 65.
  • the excavator 100 controls the attachment at the excavation position and excavates the earth and sand by the bucket 6 (excavation operation).
  • the excavator 100 swivels the upper swivel body 3 and moves the bucket 6 from the excavation position to the earth discharge position (swivel operation).
  • the loading platform of the dump truck DT is arranged below the release position.
  • the excavator 100 loads the earth and sand in the bucket 6 onto the loading platform of the dump truck DT by controlling the attachment at the earth discharge position and discharging the earth and sand in the bucket 6 (excavator operation).
  • the excavator 100 swivels the upper swivel body 3 and moves the bucket 6 from the earth discharge position to the excavation position (swivel operation). By repeating these operations, the excavator 100 loads the excavated earth and sand onto the loading platform of the dump truck DT.
  • the load weight calculation unit 61 calculates the weight of the earth and sand (load) in the bucket 6.
  • the load weight calculation unit 61 has a first weight calculation unit 611, a second weight calculation unit 612, and a switching determination unit 613.
  • the first weight calculation unit 611 calculates the earth and sand weight based on the thrust of the boom cylinder 7.
  • the second weight calculation unit 612 calculates the earth and sand weight based on the thrust of the bucket cylinder 9. The method of calculating the earth and sand weight in the first weight calculation unit 611 and the second weight calculation unit 612 will be described later.
  • the switching determination unit 613 determines whether the earth and sand weight output by the load weight calculation unit 61 is the earth and sand weight calculated by the first weight calculation unit 611 or the earth and sand weight calculated by the second weight calculation unit 612. Judge and switch.
  • both the first weight calculation unit 611 and the second weight calculation unit 612 calculate the earth and sand weight, respectively, and of the two calculated earth and sand weights in the switching determination unit 613.
  • the configuration may be such that it is determined which is the sediment weight output by the load weight calculation unit 61 and switched.
  • the load weight calculation unit 61 switches the weight calculation unit for calculating the earth and sand weight by the switching determination unit 613, that is, the weight calculation unit of one of the first weight calculation unit 611 and the second weight calculation unit 612.
  • the process may be configured to function and stop the process of the other weight calculation unit.
  • the first weight calculation unit 611 constantly calculates the earth and sand weight without the judgment of the switching determination unit 613, and the second weight calculation unit 612 calculates the earth and sand weight only when it is selected by the switching determination unit 613. It may be configured to be.
  • the switching determination unit 613 switches between the first weight calculation unit 611 and the second weight calculation unit 612 according to the state of the boom cylinder 7 that drives the boom 4. For example, the switching determination unit 613 switches to the calculation of the earth and sand weight by the second weight calculation unit 612 when the predetermined condition is satisfied based on the calculation of the earth and sand weight by the first weight calculation unit 611. Further, when the switching determination unit 613 does not satisfy the predetermined condition, the switching determination unit 613 again switches to the calculation of the earth and sand weight by the first weight calculation unit 611.
  • the predetermined condition may be, for example, at the start of the boom 4 raising operation or at the end of the operation.
  • the switching determination unit 613 determines whether or not the operation of raising the boom 4 is at the start or end of the operation based on the detection value of the boom angle sensor S1 (posture sensor). When the operation of raising the boom 4 is started or ended, the switching determination unit 613 selects the second weight calculation unit 612. When the operation of raising the boom 4 is not at the start of the operation and at the end of the operation, the switching determination unit 613 selects the first weight calculation unit 611.
  • the method of detecting whether or not the operation of raising the boom 4 is at the start or end of the operation is not limited to this, and is performed by a sensor (not shown) that detects the input of the operating device 26. It may be made by a sensor (not shown) that detects the pilot pressure, and is not limited thereto. Further, the predetermined condition is not limited to the start or end of the boom 4 raising operation. For example, there is a case where vibration occurs in the value of the earth and sand weight calculated by the first weight calculation unit 611 with respect to time.
  • the first weight calculation unit 611 calculates the earth and sand weight based on the thrust of the boom cylinder 7. For example, the first weight calculation unit 611 determines the thrust of the boom cylinder 7, the distance from the pin connecting the upper swing body 3 and the boom 4, to the center of gravity of the earth and sand, and the pin circumference connecting the upper swing body 3 and the boom 4. Calculate the sediment weight based on the equation of the moment of. Further, the second weight calculation unit 612 calculates the earth and sand weight based on the thrust of the bucket cylinder 9.
  • the second weight calculation unit 612 is an equation of the thrust of the bucket cylinder 9, the distance from the pin connecting the arm 5 and the bucket 6 to the center of gravity of the earth and sand, and the moment around the pin connecting the arm 5 and the bucket 6. And, the sediment weight is calculated based on.
  • the distance from the pin connecting the upper swing body 3 and the boom 4 to the center of gravity of the earth and sand is longer than the distance from the pin connecting the arm 5 and the bucket 6 to the center of gravity of the earth and sand. Therefore, for example, the distance from the pin connecting the upper swivel body 3 and the boom 4 to the center of gravity of the earth and sand is larger than the distance between the estimated position of the center of gravity of the earth and sand and the actual position of the center of gravity of the earth and sand. The effect of misalignment is smaller than the distance from the pin connecting the bucket 6 and the center of gravity of the earth and sand. Therefore, the first weight calculation unit 611 can calculate the earth and sand weight more accurately than the second weight calculation unit 612.
  • the switching determination unit 613 switches the calculation of the earth and sand weight to the second weight calculation unit 612. As a result, the sediment weight can be calculated with high accuracy even at the start of the boom 4 raising operation and at the end of the boom 4 raising operation.
  • the second weight calculation unit 612 may calculate the earth and sand weight based on the thrust of the arm cylinder 8.
  • the second weight calculation unit 612 is an equation of the thrust of the arm cylinder 8, the distance from the pin connecting the boom 4 and the arm 5 to the center of gravity of the earth and sand, and the moment around the pin connecting the boom 4 and the arm 5.
  • the sediment weight may be calculated based on.
  • the switching determination unit 613 sets the earth and sand weight output by the load weight calculation unit 61 as the earth and sand weight calculated by the first weight calculation unit 611, or is calculated by the second weight calculation unit 612.
  • the load weight calculation unit 61 may calculate the earth and sand weight based on the thrust of the bucket cylinder 9 using only the second weight calculation unit 612.
  • parameters such as the weight of the attachment must be taken into consideration, which may reduce the accuracy.
  • the parameters to be considered can be reduced and the calculation accuracy of the sediment weight can be improved. ..
  • the maximum load capacity detection unit 62 detects the maximum load capacity of the dump truck DT to be loaded with earth and sand. For example, the maximum load capacity detection unit 62 identifies the dump truck DT to be loaded with earth and sand based on the image captured by the image pickup device S6. Next, the maximum load capacity detection unit 62 detects the maximum load capacity of the dump truck DT based on the image of the specified dump truck DT. For example, the maximum load capacity detection unit 62 determines the vehicle type (size, etc.) of the dump truck DT based on the image of the specified dump truck DT.
  • the maximum load capacity detection unit 62 has a table in which the vehicle type and the maximum load capacity are associated with each other, and obtains the maximum load capacity of the dump truck DT based on the vehicle type and the table determined from the image.
  • the maximum load capacity of the dump truck DT, the vehicle type, etc. are input by the input device 42, and the maximum load capacity detection unit 62 may obtain the maximum load capacity of the dump truck DT based on the input information of the input device 42. ..
  • the additional load capacity calculation unit 63 calculates the weight of earth and sand loaded on the dump truck DT. That is, each time the earth and sand in the bucket 6 is discharged to the loading platform of the dump truck DT, the additional load capacity calculation unit 63 adds the earth and sand weight in the bucket 6 calculated by the load weight calculation unit 61.
  • the additional load capacity (total weight) which is the total weight of the earth and sand loaded on the loading platform of the dump truck DT, is calculated. If the dump truck DT to be loaded with earth and sand becomes a new dump truck DT, the additional load capacity is reset.
  • the remaining load capacity calculation unit 64 calculates the difference between the maximum load capacity of the dump truck DT detected by the maximum load capacity detection unit 62 and the current additional load capacity calculated by the additional load capacity calculation unit 63 as the remaining load capacity. ..
  • the remaining load capacity is the remaining weight of earth and sand that can be loaded on the dump truck DT.
  • the load center of gravity calculation unit 65 calculates the center of gravity of the earth and sand (load) in the bucket 6. The method of calculating the center of gravity of earth and sand will be described later.
  • the display device 40 is calculated by the sediment weight in the bucket 6 calculated by the load weight calculation unit 61, the maximum load capacity of the dump truck DT detected by the maximum load capacity detection unit 62, and the additional load capacity calculation unit 63.
  • the additional load capacity of the dump truck DT total weight of sediment loaded on the loading platform
  • the remaining load capacity of the dump truck DT calculated by the remaining load capacity calculation unit 64 (remaining weight of sediment that can be loaded) are displayed. You may.
  • the display device 40 may be configured to warn when the additional load capacity exceeds the maximum load capacity. Further, when the calculated earth and sand weight in the bucket 6 exceeds the remaining load capacity, the display device 40 may be configured to warn.
  • the warning is not limited to the case where it is displayed on the display device 40, and may be a voice output by the voice output device 43. As a result, it is possible to prevent the earth and sand from being loaded in excess of the maximum load capacity of the dump truck DT.
  • FIG. 6A to 6B are schematic views for explaining the parameters related to the calculation of the earth and sand weight in the attachment of the excavator 100.
  • FIG. 6A shows the excavator 100
  • FIG. 6B shows the vicinity of the bucket 6.
  • the pin P1 the bucket center of gravity G3, and the earth and sand center of gravity Gs, which will be described later, are arranged on the horizontal line L1.
  • the pin connecting the upper swing body 3 and the boom 4 is referred to as P1.
  • the pin connecting the upper swing body 3 and the boom cylinder 7 is P2.
  • the pin connecting the boom 4 and the boom cylinder 7 is P3.
  • the pin connecting the boom 4 and the arm cylinder 8 is P4.
  • the pin connecting the arm 5 and the arm cylinder 8 is referred to as P5.
  • the pin connecting the boom 4 and the arm 5 is P6.
  • the pin connecting the arm 5 and the bucket 6 is P7.
  • the center of gravity of the boom 4 is G1.
  • the center of gravity of the arm 5 is G2.
  • the center of gravity of the bucket 6 is G3. Let Gs be the center of gravity of the earth and sand (load) loaded on the bucket 6.
  • the reference line L2 passes through the pin P7 and is parallel to the opening surface of the bucket 6. Further, the distance between the pin P1 and the center of gravity G4 of the boom 4 is D1. Let D2 be the distance between the pin P1 and the center of gravity G5 of the arm 5. The distance between the pin P1 and the center of gravity G6 of the bucket 6 is D3. Let Ds be the distance between the pin P1 and the center of gravity Gs of the earth and sand. Let Dc be the distance between the straight line connecting the pin P2 and the pin P3 and the pin P1. Further, the detected value of the cylinder pressure of the boom cylinder 7 is set to Fb.
  • the vertical component in the direction perpendicular to the straight line connecting the pin P1 and the boom center of gravity G1 is W1a.
  • the vertical component in the direction perpendicular to the straight line connecting the pin P1 and the center of gravity G2 of the arm is W2a.
  • the weight of the bucket 6 is W6, and the weight of the earth and sand (load) loaded on the bucket 6 is Ws.
  • the position of the pin P7 is calculated from the boom angle and the arm angle. That is, the position of the pin P7 can be calculated based on the detected values of the boom angle sensor S1 and the arm angle sensor S2.
  • the positional relationship between the pin P7 and the bucket center of gravity G3 (the angle ⁇ 4 between the reference line L2 of the bucket 6 and the straight line connecting the pin P7 and the bucket center of gravity G3.
  • the pin P7 and the bucket center of gravity G3 The distance D4.) Is a specified value.
  • the positional relationship between the pin P7 and the center of gravity Gs (the angle ⁇ 5 between the reference line L2 of the bucket 6 and the straight line connecting the pin P7 and the center of gravity Gs; the distance D5 between the pin P7 and the center of gravity Gs) is, for example.
  • Experimentally obtained in advance and stored in the controller 30 That is, the earth and sand center of gravity Gs and the bucket center of gravity G3 can be estimated based on the bucket angle sensor S3.
  • the load center of gravity calculation unit 65 can estimate the earth and sand center of gravity Gs based on the detected values of the boom angle sensor S1, the arm angle sensor S2, and the bucket angle sensor S3.
  • WsDs + W1aD1 + W2aD2 + W3D3 FbDc ...
  • Ws (FbDc- (W1aD1 + W2aD2 + W3D3)) / Ds ... (A2)
  • the detected value Fb of the cylinder pressure of the boom cylinder 7 is calculated by the boom rod pressure sensor S7R and the boom bottom pressure sensor S7B.
  • the distance Dc and the weight W1a of the vertical component are calculated by the boom angle sensor S1.
  • the weight W2a and the distance D2 of the vertical component are calculated by the boom angle sensor S1 and the arm angle sensor S2.
  • the distance D1 and the weight W3 are known values. Further, the distance Ds and the distance D3 are also estimated by estimating the center of gravity Gs of the earth and sand and the center of gravity G3 of the bucket.
  • the earth and sand weight Ws is the cylinder pressure detection value of the boom cylinder 7 (detection value of boom rod pressure sensor S7R, boom bottom pressure sensor S7B), boom angle (detection value of boom angle sensor S1), and arm angle (arm angle). It can be calculated based on the detection value of the sensor S2).
  • the load weight calculation unit 61 can calculate the sediment weight Ws based on the sediment center of gravity Gs estimated by the load center of gravity calculation unit 65.
  • Whether or not the excavator 100 is in the specified operation can be determined by estimating the posture of the attachment based on the detection value of the pilot of the bucket cylinder 9.
  • the posture of the bucket 6 during the specified operation is assumed to be horizontal, the center of gravity of the earth and sand is estimated, and the weight of the earth and sand is calculated, but the description is not limited to this.
  • the bucket 6 may be imaged by the camera S6F that images the front, and the posture of the bucket 6 may be estimated based on the image. Further, when the bucket 6 is imaged by the camera S6F and it is determined that the posture of the bucket 6 is horizontal based on the image, the center of gravity of the earth and sand may be estimated and the earth and sand load may be calculated.
  • FIG. 7A-7B are partially enlarged views illustrating the relationship between the forces acting on the bucket 6. Further, FIG. 7A shows a case where the shape of the earth and sand in the bucket 6 is the first shape (reference shape). FIG. 7B shows a case where the shape of the earth and sand in the bucket 6 is the second shape (an example of the shape at the time of measuring the weight of the earth and sand).
  • the rear end side of the bucket cylinder 9 is connected to the vicinity of the rear end of the arm 5 by a connecting pin 9a.
  • the tip end side of the bucket cylinder 9 is connected to one end of the two links 91 and 92 by a connecting pin 9b.
  • One end of the link 91 is connected to the tip end side of the bucket cylinder 9 by a connecting pin 9b, and the other end side is connected to the vicinity of the tip end side of the arm 5 by a connecting pin 9c.
  • One end of the link 92 is connected to the tip end side of the bucket cylinder 9 by a connecting pin 9b, and the other end side is connected to the vicinity of the base end of the bucket 6 by a connecting pin 9d.
  • L1 is a horizontal distance between the center of gravity Ge of the bucket 6 and the center of the bucket support shaft 6b.
  • L2 is the horizontal distance between the center of gravity Gl of the earth and sand L in the bucket 6 and the center of the bucket support shaft 6b.
  • L3 is the distance between the center of the connecting pin 9a and the center of the connecting pin 9b (the central axis of the bucket cylinder 9) and the center of the connecting pin 9c.
  • L4 is the distance between the center of the connecting pin 9b, the line segment passing through the center of the connecting pin 9d (the central axis of the link 92), and the center of the connecting pin 9c.
  • L5 is the distance between the center of the connecting pin 9b and the center of the connecting pin 9d (the central axis of the link 92) and the center of the bucket support shaft 6b.
  • the link 91 and the link 92 are rotatably connected at the center of the connecting pin 9b, and if the reaction force acting in the direction from the connecting pin 9b of the link 92 to the connecting pin 9d is fbd, it is around the center of the connecting pin 9c. From the balance with the moment mc, it can be expressed by the following equation (2-2).
  • the positions of the connecting pins 9a to 9d with respect to the position of the bucket support shaft 6b are determined by posture sensors (for example, boom angle sensor S1, arm angle sensor S2, bucket angle sensor). It can be uniquely obtained by S3, the body tilt sensor S4, and the turning state sensor S5), and the distances L3, L4, and L5 can be obtained.
  • posture sensors for example, boom angle sensor S1, arm angle sensor S2, bucket angle sensor. It can be uniquely obtained by S3, the body tilt sensor S4, and the turning state sensor S5), and the distances L3, L4, and L5 can be obtained.
  • the moment due to the reaction force F of the bucket cylinder 9 can be obtained by the equations (2) and (3) based on the detected values of the attitude sensor and the pressure sensor of the bucket cylinder 9.
  • the moment Me due to the weight We of the bucket 6 can be expressed by the following equation (4). Further, the moment Ml due to the weight Wl of the earth and sand L can be expressed by the following equation (5).
  • the distance L1 can be obtained by the posture sensor.
  • the distance L2 is, for example, experimentally obtained in advance and stored in the controller 30. Further, the distance L2 may be obtained based on the center of gravity of the earth and sand calculated by the load center of gravity calculation unit 65, which will be described later.
  • the weight Wl of the earth and sand L can be obtained from the equations (1) to (5) based on the detected values of the attitude sensor and the pressure sensor of the bucket cylinder 9.
  • the weight Wl of the earth and sand L may be obtained based on the detected values of the posture sensor and the pressure sensor of the boom cylinder 7.
  • the weight Wl of the earth and sand L may be obtained based on the detected values of the posture sensor and the pressure sensor of the arm cylinder 8.
  • the relational expressions in these cases may be obtained in the same manner, and the description thereof will be omitted.
  • the shape of the earth and sand L in the bucket 6 is not limited to the case where the bucket 6 is evenly loaded inside as in the reference shape shown in FIG. 7A.
  • the shape of the earth and sand La in the bucket 6 may be offset toward the bucket tip 6a, which may be different from the reference shape.
  • the position of the center of gravity Gla of the earth and sand La in the bucket 6 may be different from the position of the center of gravity Gla of the earth and sand L having the reference shape shown in FIG. 7A.
  • the load center of gravity calculation unit 65 has a function of calculating the position of the center of gravity of the earth and sand loaded on the bucket 6.
  • the load center of gravity calculation unit 65 calculates the position of the center of gravity of the earth and sand by using, for example, any of the first to fourth center of gravity calculation methods.
  • the first method of calculating the center of gravity by the load center of gravity calculation unit 65 will be described.
  • the image pickup device S6 images the shape of the earth and sand loaded on the bucket 6.
  • the load center of gravity calculation unit 65 acquires an image captured by the image pickup device S6.
  • the load center of gravity calculation unit 65 calculates the position of the center of gravity of the earth and sand based on the shape of the earth and sand imaged by the image pickup apparatus S6.
  • the load center of gravity calculation unit 65 has shape information on the inner surface of the bucket 6.
  • the load center of gravity calculation unit 65 estimates the overall shape of the earth and sand loaded on the bucket 6 based on the shape of the earth and sand imaged by the image pickup apparatus S6 and the shape information of the inner surface of the bucket 6 registered in advance.
  • the load center of gravity calculation unit 65 calculates the position of the center of gravity of the earth and sand based on the estimated overall shape of the earth and sand. For example, the load center of gravity calculation unit 65 calculates the position of the center of gravity of the earth and sand based on the estimated overall shape of the earth and sand, assuming that the density distribution of the earth and sand is uniform.
  • the camera S6F for capturing the front of the excavator 100 may be used.
  • the boom 4 and the arm 5 may be provided with a camera (not shown) for capturing the shape of earth and sand.
  • these cameras may be, for example, stereo cameras.
  • a second method of calculating the center of gravity by the load center of gravity calculation unit 65 will be described.
  • the operator operates the input device 42 to select parameters before starting the excavation operation of the excavator 100.
  • parameters for example, the type of earth and sand to be excavated (for example, soil, sand, gravel, etc.) and the state of earth and sand (for example, wet state, dry state, etc.) are input.
  • the load center of gravity calculation unit 65 calculates the position of the center of gravity of the earth and sand based on at least one of the input types and states of the earth and sand.
  • the angle of repose differs depending on the type and condition of the earth and sand. Therefore, when the earth and sand are excavated by the bucket 6 and the attitude of the bucket 6 is set to the attitude of estimating the earth and sand weight (load holding attitude), the shape of the upper surface of the earth and sand loaded on the bucket 6 is the type, state and parameters of the earth and sand. It can be estimated using (earth and sand characteristic information) and the like.
  • the load center of gravity calculation unit 65 estimates the overall shape of the earth and sand loaded on the bucket 6 based on the estimated shape of the upper surface of the earth and sand and the shape information of the inner surface of the bucket 6. Further, the load center of gravity calculation unit 65 calculates the position of the center of gravity of the earth and sand based on the estimated overall shape of the earth and sand.
  • a table in which the parameters of the earth and sand (earth and sand characteristic information: type, state, etc.) and the position of the center of gravity of the earth and sand loaded on the bucket 6 are associated with each other may be stored in the load center of gravity calculation unit 65. ..
  • the load center of gravity calculation unit 65 can calculate the position of the center of gravity of the earth and sand based on the input parameters and the table.
  • the table may be obtained by experiments, simulations, or the like.
  • FIG. 8 is a schematic diagram illustrating a third method of calculating the center of gravity by the load center of gravity calculation unit 65.
  • the load center of gravity calculation unit 65 determines the sediment pressure based on the cylinder pressure of the bucket cylinder 9 when the bucket 6 is in the first state and the cylinder pressure of the bucket cylinder 9 when the bucket 6 is in the second state. Calculate the position of the center of gravity.
  • the controller 30 sets the bucket 6 in the first state (shown by a solid line in FIG. 8).
  • the posture is such that the opening surface of the bucket 6 is horizontal.
  • the center of gravity of the bucket 6 in the first state is Ge1
  • the center of gravity of the earth and sand in the first state is Gl1.
  • L be the horizontal distance from the bucket support shaft 6b to the center of gravity Ge1
  • L + ⁇ L be the horizontal distance from the bucket support shaft 6b to the center of gravity Gl1.
  • the weight of earth and sand is W.
  • the torque ⁇ 1 due to the weight of the earth and sand on the bucket support shaft 6b can be expressed by the following equation (6).
  • the controller 30 sets the bucket 6 in the second state (indicated by the alternate long and short dash line in FIG. 8).
  • the bucket angle is opened by ⁇ from the first state.
  • the center of gravity of the bucket 6 in the second state is Ge2
  • the center of gravity of the earth and sand in the second state is Gl2.
  • the horizontal distance from the bucket support shaft 6b to the center of gravity Ge2 is Lsin ⁇
  • the horizontal distance from the bucket support shaft 6b to the center of gravity Gl2 is Lsin ⁇ + ⁇ Lsin ⁇ .
  • the torque ⁇ 1 and the torque ⁇ 2 can be obtained by the cylinder pressure and attitude sensor (bucket angle sensor S3) of the bucket cylinder 9 (bucket rod pressure sensor S9R, bucket bottom pressure sensor S9B). Further, the angle ⁇ can be obtained by the bucket angle sensor S3. Further, the center of gravity Ge2 of the bucket 6 is obtained in advance, and the distance L is also a known value.
  • the load center of gravity calculation unit 65 can calculate the position of the center of gravity of the earth and sand based on these values and the formula (8).
  • FIG. 9 is a schematic diagram illustrating a fourth method of calculating the center of gravity by the load center of gravity calculation unit 65.
  • the load center of gravity calculation unit 65 calculates the position of the center of gravity of the earth and sand based on at least two of the pressure of the boom cylinder 7, the pressure of the arm cylinder 8, and the pressure of the bucket cylinder 9.
  • the controller 30 puts the attachment in a predetermined state.
  • the posture is such that the opening surface of the bucket 6 is horizontal.
  • Gl be the center of gravity of the reference-shaped earth and sand L
  • Gla be the center of gravity of the actual earth and sand La.
  • the horizontal distance from the boom support shaft connecting the upper swing body 3 and the boom 4 to the center of gravity Gl is L3
  • the horizontal distance from the arm support shaft connecting the boom 4 and the arm 5 to the center of gravity Gl is L4
  • the center of gravity Gl and the center of gravity Gl Let ⁇ L be the horizontal distance of Gla. Further, the weight of earth and sand is W.
  • the torque ⁇ 3 due to the weight of the earth and sand on the boom support shaft can be expressed by the following equation (9).
  • the torque ⁇ 4 due to the weight of the earth and sand on the arm support shaft can be expressed by the following equation (10).
  • ⁇ 3 W (L3- ⁇ L)... (9)
  • ⁇ 4 W (L4- ⁇ L)... (10)
  • the torque ⁇ 3 can be obtained by the cylinder pressure of the boom cylinder 7 (boom rod pressure sensor S7R, boom bottom pressure sensor S7B) and the attitude sensor (boom angle sensor S1, arm angle sensor S2, bucket angle sensor S3). ..
  • the torque ⁇ 4 can be obtained by the cylinder pressure of the arm cylinder 8 (arm rod pressure sensor S8R, arm bottom pressure sensor S8B) and the attitude sensor (boom angle sensor S1, arm angle sensor S2, bucket angle sensor S3).
  • the center of gravity Gl is a preset value
  • the distances L3 and L4 can be obtained by the posture sensors (boom angle sensor S1, arm angle sensor S2, bucket angle sensor S3).
  • the load center of gravity calculation unit 65 can calculate the distance ⁇ L based on these values and the equation (11). That is, the load center of gravity calculation unit 65 can calculate the position of the center of gravity Lla of the earth and sand La.
  • the present invention is not limited to this.
  • the position of the center of gravity of the earth and sand may be calculated based on the pressure of the boom cylinder 7 and the pressure of the bucket cylinder 9.
  • the position of the center of gravity of the earth and sand may be calculated based on the pressure of the arm cylinder 8 and the pressure of the bucket cylinder 9.
  • the relational expressions in these cases may be obtained in the same manner, and the description thereof will be omitted.
  • the weight of excavated earth and sand can be detected. Further, according to the excavator 100 according to the present embodiment, the center of gravity of the earth and sand can be calculated by the load center of gravity calculation unit 65, and the weight of the earth and sand can be calculated based on the calculated center of gravity of the earth and sand. As a result, for example, even when the earth and sand loaded in the bucket 6 is biased, the earth and sand weight can be calculated based on the center of gravity of the earth and sand, and the detection accuracy of the earth and sand weight can be improved. it can.
  • the weight of earth and sand loaded on the dump truck DT can be calculated. This makes it possible to prevent the dump truck DT from being overloaded.
  • the load capacity of the dump truck DT is checked by a truck scale or the like before going out from the work site to the public road. If the load capacity exceeds the maximum load capacity, the dump truck DT needs to return to the position of the excavator 100 to reduce the load of earth and sand. Therefore, the operational efficiency of the dump truck DT is lowered. Insufficient loading of the dump truck DT increases the total number of dump truck DTs that carry earth and sand, and reduces the operational efficiency of the dump truck DT.
  • the earth and sand can be loaded on the dump truck DT while preventing overloading, so that the operational efficiency of the dump truck DT can be improved.
  • the display device 40 displays the sediment weight in the bucket 6, the maximum load capacity of the dump truck DT, the additional load capacity, and the remaining load capacity. As a result, the perator boarding the excavator 100 can load the dump truck DT with earth and sand by performing the work while referring to these displays.
  • the load weight calculation unit 61 has been described as calculating the weight of earth and sand based on the pressure of the bucket cylinder 9 (boom cylinder 7, arm cylinder 8), but the method of calculating the earth and sand weight is not limited to this. ..
  • the load weight calculation unit 61 may calculate the weight of the earth and sand based on the turning torque when turning the upper swivel body 3.
  • the load weight calculation unit 61 calculates the weight of earth and sand based on the turning torque when turning the upper swivel body 3 will be described.
  • the equation of motion of the turning torque ⁇ when turning the upper turning body 3 can be expressed by the following equation (12).
  • the attachment angle ⁇ includes a boom angle, an arm angle, and a bucket angle.
  • equation of motion of the turning torque ⁇ 0 when turning the upper swivel body 3 when there is no earth and sand in the bucket 6 can be expressed by the following equation (13).
  • equation of motion of the turning torque ⁇ w when turning the upper turning body 3 when there is earth and sand in the bucket 6 can be expressed by the following equation (14).
  • the load weight M can be calculated.
  • the load weight calculation unit 61 acquires the turning driving force of the upper turning body 3 in the turning operation of the upper turning body 3.
  • the swivel driving force of the upper swivel body 3 is obtained from the pressure difference between one port and the other port of the swivel hydraulic motor 2A, that is, the difference in flood pressure detected by the hydraulic sensors 21 and 22.
  • the load weight calculation unit 61 acquires the posture of the attachment by the posture sensor.
  • the attachment angle (boom angle, arm angle, bucket angle) is acquired by the boom angle sensor S1, the arm angle sensor S2, and the bucket angle sensor S3.
  • the tilt angle of the fuselage may be acquired by the fuselage tilt sensor S4.
  • the load weight calculation unit 61 acquires the turning angular velocity and the turning angle of the upper turning body 3 by the turning state sensor S5.
  • the load weight calculation unit 61 has a table in advance.
  • the load weight M is associated with the table according to the posture of the attachment and the turning driving force.
  • the load weight calculation unit 61 can calculate the load weight M based on the turning driving force, the information of the attitude sensor, and the table.
  • the load weight calculation unit 61 may obtain the turning inertia by the turning driving force and calculate the load weight M based on the obtained turning inertia.
  • the turning inertia when there is no earth and sand in the bucket 6 can be obtained from the posture of the attachment and known information (position of the center of gravity of each part, weight, etc.). Further, the turning inertia when the bucket 6 has earth and sand can be calculated from the turning torque.
  • the load weight M can be calculated by comparing the swirling inertia when there is no earth and sand with the swirling inertia when there is earth and sand. In other words, the load weight M can be calculated based on the difference between these turning inertias.
  • the position of the center of gravity of the earth and sand is included in the terms of Jw and hp in the equation (14).
  • the turning driving force includes the effects of the moment of inertia and the turning centrifugal force. Therefore, the method of calculating the sediment weight in the load weight calculation unit 61 does not require complicated compensation when calculating the weight of the load, and the load weight M can be directly obtained.
  • the present invention is not limited to this.
  • the load weight M may be obtained in consideration of the speed of the attachment.
  • the load weight M may be obtained in consideration of this.
  • the main screen 41V has a date / time display area 41a, a running mode display area 41b, an attachment display area 41c, a fuel consumption display area 41d, an engine control status display area 41e, an engine operating time display area 41f, a cooling water temperature display area 41g, and a fuel remaining amount display.
  • the area 41s and the target weight display area 41t are included.
  • the traveling mode display area 41b, the attachment display area 41c, the engine control state display area 41e, and the rotation speed mode display area 41i are areas for displaying the setting state information which is the information related to the setting state of the excavator 100.
  • Fuel consumption display area 41d, engine operating time display area 41f, cooling water temperature display area 41g, fuel remaining amount display area 41h, urea water remaining amount display area 41j, hydraulic oil temperature display area 41k, current weight display area 41p and cumulative weight display area 41q is an area for displaying operating state information, which is information related to the operating state of the excavator 100.
  • the date and time display area 41a is an area for displaying the current date and time.
  • the travel mode display area 41b is an area for displaying the current travel mode.
  • the attachment display area 41c is an area for displaying an image representing the currently mounted end attachment.
  • FIG. 10 shows a state in which an image representing the bucket 6 is displayed.
  • the fuel consumption display area 41d is an area for displaying fuel consumption information calculated by the controller 30.
  • the fuel consumption display area 41d includes an average fuel consumption display area 41d1 for displaying the lifetime average fuel consumption or the section average fuel consumption, and an instantaneous fuel consumption display area 41d2 for displaying the instantaneous fuel consumption.
  • the engine control status display area 41e is an area for displaying the control status of the engine 11.
  • the engine operating time display area 41f is an area for displaying the cumulative operating time of the engine 11.
  • the cooling water temperature display area 41g is an area for displaying the current temperature state of the engine cooling water.
  • the fuel remaining amount display area 41h is an area for displaying the remaining amount state of the fuel stored in the fuel tank.
  • the rotation speed mode display area 41i is an area for displaying the current rotation speed mode set by the engine rotation speed adjustment dial 75.
  • the urea water remaining amount display area 41j is an area for displaying the remaining amount state of the urea water stored in the urea water tank.
  • the hydraulic oil temperature display area 41k is an area for displaying the temperature state of the hydraulic oil in the hydraulic oil tank.
  • the camera image display area 41m is an area for displaying an image captured by the image pickup device S6.
  • the camera image display area 41 m displays the back camera image captured by the back camera 80B.
  • the back camera image is a rear image that reflects the space behind the excavator 100, and includes a counterweight image 3a.
  • the current weight display area 41p is an area for displaying the weight (current weight) of the object actually lifted by the bucket 6.
  • FIG. 10 shows that the current weight is 550 kg.
  • the controller 30 calculates the current weight based on, for example, the posture of the work attachment, the boom bottom pressure, and the specifications (weight, center of gravity position, etc.) of the work attachment registered in advance. Specifically, the controller 30 calculates the current weight based on the outputs of information acquisition devices such as the boom angle sensor S1, the arm angle sensor S2, and the boom bottom pressure sensor S6b.
  • the cumulative weight display area 41q is an area for displaying an integrated value (hereinafter, referred to as “cumulative weight”) of the weight of an object lifted by the bucket 6 in a predetermined period.
  • FIG. 10 shows that the cumulative weight is 9500 kg.
  • the predetermined period is, for example, a period that starts when the reset button 41r is pressed. For example, when the operator performs the work of loading earth and sand on the loading platform of the dump truck DT, the operator presses the reset button 41r every time the dump truck DT to be loaded is replaced to reset the cumulative weight. This is so that the total weight of the earth and sand loaded on each dump truck DT can be easily grasped.
  • the excavator 100 can prevent earth and sand from being loaded on the loading platform of the dump truck DT beyond the maximum load weight of the dump truck DT.
  • the driver of the dump truck DT returns to the loading yard and unloads a part of the earth and sand loaded on the loading platform. Work needs to be done.
  • the excavator 100 can prevent the occurrence of such load weight adjustment work.
  • the predetermined period may be, for example, a period from the time when the work of the day starts to the time when the work of the day ends. This is so that the operator or the manager can easily recognize the total weight of the earth and sand carried by the work in one day.
  • the reset button 41r is a software button for resetting the cumulative weight.
  • the reset button 41r may be a hardware button arranged on the input device 42, the left operating lever 26L, the right operating lever 26R, or the like.
  • the controller 30 may be configured to automatically recognize the replacement of the dump truck DT and automatically reset the cumulative weight. In this case, the controller 30 may recognize the replacement of the dump truck DT by using the image captured by the imaging device S6, or may recognize the replacement of the dump truck DT by using the communication device.
  • the controller 30 is configured to integrate the current weight after recognizing that the earth and sand lifted by the bucket 6 is loaded on the loading platform of the dump truck DT based on the image captured by the image pickup device S6. May be good. This is to prevent the earth and sand transferred to a place other than the loading platform of the dump truck DT from being accumulated as the earth and sand loaded on the dump truck DT.
  • the controller 30 may determine whether or not the earth and sand lifted by the bucket 6 has been loaded onto the loading platform of the dump truck DT based on the posture of the work attachment. Specifically, in the controller 30, for example, when the height of the bucket 6 exceeds a predetermined value (for example, the height of the loading platform of the dump truck DT) and the release button 65C is pressed, the earth and sand are removed from the dump truck DT. It may be determined that the truck has been loaded on the loading platform.
  • a predetermined value for example, the height of the loading platform of the dump truck DT
  • the controller 30 may be configured to output an alarm when it is determined that the current weight exceeds a predetermined value.
  • the predetermined value is, for example, a value based on the rated lifting weight.
  • the alarm may be a visual alarm, an auditory alarm or a tactile alarm. With this configuration, the controller 30 can inform the operator that the current weight exceeds or is likely to exceed a predetermined value.
  • the remaining weight display area 41s is an area for displaying the remaining weight.
  • FIG. 10 shows that the cumulative weight is 9500 kg and the remaining weight is 500 kg. That is, it shows that the maximum load capacity is 10,000 kg.
  • the display device 40 may display the maximum load capacity without displaying the remaining weight, or may display the maximum load capacity separately from the remaining weight.
  • the target weight display area 41t is an area for displaying the target weight of the object adsorbed by the bucket 6.
  • the target weight is set at a value that does not exceed the remaining weight.
  • the target weight is set to 500 kg.
  • the current weight is 550 kg. Therefore, the controller 30 controls to reduce the current of the bucket 6 until the current weight reaches 500 kg (target weight). This makes it possible to prevent the dump truck DT from being overloaded.
  • the weight (current weight) of the object lifted by the bucket 6 can be set as the target weight.
  • the weight of the object lifted by the bucket 6 is calculated by having a table in which the target weight and the target current command are associated with each other and generating the target current command of the current supplied to the bucket 6 based on the target weight.
  • a configuration that approaches the target weight can be considered.
  • the object adsorbed by the bucket 6 is, for example, an object having uneven density such as earth and sand or steel frame, even if a current value corresponding to the target weight is applied, the object actually adsorbed by the bucket 6 It is assumed that the weight deviates from the target weight.
  • the weight of the object lifted by the bucket 6 can be set as the target weight.
  • a message is displayed in the message display area 41m1. For example, when the current weight exceeds the target weight, a message to that effect is displayed. As a result, it is possible to prevent the loading operation from being performed before the weight adjustment is completed. A message may also be displayed when the cumulative weight exceeds the maximum load capacity. As a result, the operator can be encouraged to carry out the loading / unloading work, and the dump truck DT can be prevented from being overloaded.
  • FIG. 11 is a diagram showing a configuration example of the loading support system SYS.
  • the loading support system SYS includes a shovel 100, a mobile body 200 having a support device 210 provided on the dump truck DT, a management device 300, and a support device 400, and can communicate via a communication network 900. It may be configured.
  • the support device 210 is a mobile terminal device, for example, a computer such as a notebook PC, a tablet PC, or a smartphone installed in a dump truck DT.
  • the management device 300 is a fixed terminal device, for example, a computer installed in a management center or the like outside the work site.
  • the management device 300 may be a portable computer (for example, a portable terminal device such as a notebook PC, a tablet PC, or a smartphone).
  • the support device 400 is a mobile terminal device, for example, a computer such as a notebook PC, a tablet PC, or a smartphone carried by a worker or the like at a work site.
  • the controller 30 of the excavator 100 may transmit the calculated earth and sand weight and the like to the management device 300 via the communication device T1 and the communication network 900.
  • the management device 300 can manage the weight of the load such as earth and sand loaded on the dump truck DT by the excavator 100.
  • the controller 30 of the excavator 100 may transmit to the support device 210 provided on the dump truck DT via the communication device T1 and the communication network 900.
  • the excavator 100 may be remotely controlled via the communication network 900.

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Abstract

精度よく積載物の重量を算出するショベルを提供する。　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を駆動する第１アクチュエータ及び第２アクチュエータと、制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記第１アクチュエータに基づいて、前記アタッチメントに積載された積載物の重量を第１重量として算出する第１重量算出部と、前記第２アクチュエータに基づいて、前記積載物の重量を第２重量として算出する第２重量算出部と、を有する、ショベル。

Description

ショベル
　本開示は、ショベルに関する。
　例えば、バケットおよびブームを含むリンク機構からなるフロントアタッチメントと、このフロントアタッチメントによる掘削から放土して戻り旋回に至る一連の動作状態を検出し、この動作中の前記バケットに作用する荷重を測定するコントローラユニットとを備え、掘削終了から放土開始までの時間内で前記バケットに作用する荷重を測定すると共に、放土終了から掘削開始までの時間内で前記バケットに作用する荷重を再び測定し、これら両荷重の差を求めて掘削作業時の操作土量を算出するようにしたことを特徴とする油圧ショベルの操作土量算出方法が知られている（特許文献１参照）。
特開２００２－４３３７号公報
　しかしながら、特許文献１に開示された方法では、ブームシリンダの圧力に基づいて土砂重量を推定しているが、ブーム上げ動作時には、動作開始時と動作終了時に、推定された土砂重量の波形に振動が発生し、土砂重量の検出が困難となるおそれがある。
　そこで、上記課題に鑑み、精度よく積載物の重量を算出するショベルを提供することを目的とする。
　上記目的を達成するため、本発明の一実施形態では、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を駆動する第１アクチュエータ及び第２アクチュエータと、制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記第１アクチュエータに基づいて、記アタッチメントに積載された積載物の重量を第１重量として算出する第１重量算出部と、前記第２アクチュエータに基づいて、前記積載物の重量を第２重量として算出する第２重量算出部と、を有する。
　上述の実施形態によれば、精度よく積載物の重量を算出するショベルを提供することができる。
本実施形態に係る掘削機としてのショベルの側面図である。 本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。 本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。 本実施形態に係るショベルの油圧システムのうちの操作系に関する構成部分の一例を概略的に示す図である。 本実施形態に係るショベルの油圧システムのうちの操作系に関する構成部分の一例を概略的に示す図である。 本実施形態に係るショベルの油圧システムのうちの操作系に関する構成部分の一例を概略的に示す図である。 本実施形態に係るショベルのうちの土砂荷重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。 ショベルのアタッチメントにおけ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。 ショベルのアタッチメントにおけ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。 バケットに作用する力の関係を説明する部分拡大図である。 バケットに作用する力の関係を説明する部分拡大図である。 積載物重心算出部による第３の重心算出方法を説明する模式図である。 積載物重心算出部による第４の重心算出方法を説明する模式図である。 表示装置に表示されるメイン画面の構成例を示す図である。 積込支援システムの構成例を示す図である。
　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。
　［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。
　尚、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。
　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。
　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。
　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。
　尚、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。
　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、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。
　尚、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。
　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。
　［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。
　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。
　尚、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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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、オペレータによる操作装置２６に対する操作に応じて、油圧駆動系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、操作装置２６の操作状態に応じて、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制御弁１７１～１７６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。
　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を含む。また、ショベル１００の操作系は、後述するコントローラ３０によるマシンコントロール機能に関する構成として、シャトル弁３２を含む。
　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、パイロットラインを介して操作装置２６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、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。
　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、オペレータが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）の操作を行うための操作入力手段である。操作装置２６は、その二次側のパイロットラインを通じて直接的に、或いは、二次側のパイロットラインに設けられる後述のシャトル弁３２を介して間接的に、コントロールバルブ１７にそれぞれ接続される。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うる。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。操作装置２６は、例えば、アーム５（アームシリンダ８）を操作するレバー装置を含む。また、操作装置２６は、例えば、ブーム４（ブームシリンダ７）、バケット６（バケットシリンダ９）、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２６Ａ～２６Ｃを含む（図４Ａ～４Ｃ参照）。また、操作装置２６は、例えば、下部走行体１の左右一対のクローラ（走行油圧モータ１Ｌ，１Ｒ）のそれぞれを操作するレバー装置やペダル装置を含む。
　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、２つの入口ポートのうちの一方が操作装置２６に接続され、他方が比例弁３１に接続される。シャトル弁３２の出口ポートは、パイロットラインを通じて、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接続されている（詳細は、図４Ａ～４Ｃ参照）。そのため、シャトル弁３２は、操作装置２６が生成するパイロット圧と比例弁３１が生成するパイロット圧のうちの高い方を、対応する制御弁のパイロットポートに作用させることができる。つまり、後述するコントローラ３０は、操作装置２６から出力される二次側のパイロット圧よりも高いパイロット圧を比例弁３１から出力させることにより、オペレータによる操作装置２６の操作に依らず、対応する制御弁を制御し、各種動作要素の動作を制御することができる。シャトル弁３２は、例えば、後述の如く、シャトル弁３２ＡＬ，３２ＡＲ，３２ＢＬ，３２ＢＲ，３２ＣＬ，３２ＣＲを含む。
　尚、操作装置２６（左操作レバー、右操作レバー、左走行レバー、及び右走行レバー）は、パイロット圧を出力する油圧パイロット式ではなく、電気信号を出力する電気式であってもよい。この場合、操作装置２６からの電気信号は、コントローラ３０に入力され、コントローラ３０は、入力される電気信号に応じて、コントロールバルブ１７内の各制御弁１７１～１７６を制御することにより、操作装置２６に対する操作内容に応じた、各種油圧アクチュエータの動作を実現する。例えば、コントロールバルブ１７内の制御弁１７１～１７６は、コントローラ３０からの指令により駆動する電磁ソレノイド式スプール弁であってよい。また、例えば、パイロットポンプ１５と各制御弁１７１～１７６のパイロットポートとの間には、コントローラ３０からの電気信号に応じて動作する電磁弁が配置されてもよい。この場合、電気式の操作装置２６を用いた手動操作が行われると、コントローラ３０は、その操作量（例えば、レバー操作量）に対応する電気信号によって、当該電磁弁を制御しパイロット圧を増減させることで、操作装置２６に対する操作内容に合わせて、各制御弁１７１～１７６を動作させることができる。
　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、吐出圧センサ２８と、操作圧センサ２９と、比例弁３１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Ｐ０と、通信装置Ｔ１を含む。
　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。
　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。
　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。
　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、後述する土砂荷重処理部６０を含む。
　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。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。
　吐出圧センサ２８は、メインポンプ１４の吐出圧を検出する。吐出圧センサ２８により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２８は、例えば、後述の如く、吐出圧センサ２８Ｌ，２８Ｒを含む。
　操作圧センサ２９は、上述の如く、操作装置２６の二次側のパイロット圧、即ち、操作装置２６におけるそれぞれの動作要素（即ち、油圧アクチュエータ）に関する操作状態（例えば、操作方向や操作量等の操作内容）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。操作圧センサ２９は、例えば、後述の如く、操作圧センサ２９Ａ～２９Ｃを含む。
　尚、操作圧センサ２９の代わりに、操作装置２６におけるそれぞれの動作要素に関する操作状態を検出可能な他のセンサ、例えば、レバー装置２６Ａ～２６Ｃ等の操作量（傾倒量）や傾倒方向を検出可能なエンコーダやポテンショメータ等が設けられてもよい。
　比例弁３１は、パイロットポンプ１５とシャトル弁３２とを接続するパイロットラインに設けられ、その流路面積（作動油が通流可能な断面積）を変更できるように構成される。比例弁３１は、コントローラ３０から入力される制御指令に応じて動作する。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（具体的には、レバー装置２６Ａ～２６Ｃ）が操作されていない場合であっても、パイロットポンプ１５から吐出される作動油を、比例弁３１及びシャトル弁３２を介し、コントロールバルブ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。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。
　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。
　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２６Ａ～２６Ｃ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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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、穴等が含まれうる。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、距離画像センサ等が含まれうる。そして、空間認識装置は、例えば、ＣＣＤや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、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８０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。
　尚、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。
　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。
　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。
　測位装置Ｐ０は、上部旋回体３の位置及び向きを測定する。測位装置Ｐ０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Ｐ０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。
　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。
　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。
　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。
　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Ｐ０、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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　尚、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。
　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Ｐ０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。
　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。
　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。
　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ＤＴ（図１１参照）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ＤＴ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。
　また、旋回油圧モータ２Ａは、第１ポート２Ａ１及び第２ポート２Ａ２を有している。油圧センサ２１は、旋回油圧モータ２Ａの第１ポート２Ａ１の作動油の圧力を検出する。油圧センサ２２は、旋回油圧モータ２Ａの第２ポート２Ａ２の作動油の圧力を検出する。油圧センサ２１，２２により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。
　また、第１ポート２Ａ１は、リリーフ弁２３を介して作動油タンクと接続される。リリーフ弁２３は、第１ポート２Ａ１側の圧力が所定のリリーフ圧に達した場合に開き、第１ポート２Ａ１側の作動油を作動油タンクに排出する。同様に、第２ポート２Ａ２は、リリーフ弁２４を介して作動油タンクと接続される。リリーフ弁２４は、第２ポート２Ａ２側の圧力が所定のリリーフ圧に達した場合に開き、第２ポート２Ａ２側の作動油を作動油タンクに排出する。
　［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。
　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。
　尚、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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　［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４Ａ～４Ｃ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。
　図４Ａ～４Ｃは、本実施形態に係るショベル１００の油圧システムのうちの操作系に関する構成部分の一例を概略的に示す図である。具体的には、図４Ａは、ブームシリンダ７を油圧制御する制御弁１７５Ｌ，１７５Ｒにパイロット圧を作用させるパイロット回路の一例を示す図である。また、図４Ｂは、バケットシリンダ９を油圧制御する制御弁１７４にパイロット圧を作用させるパイロット回路の一例を示す図である。また、図４Ｃは、旋回油圧モータ２Ａを油圧制御する制御弁１７３にパイロット圧を作用させるパイロット回路の一例を示す図である。
　また、例えば、図４Ａに示すように、レバー装置２６Ａは、オペレータ等がブーム４に対応するブームシリンダ７を操作するために用いられる。レバー装置２６Ａは、パイロットポンプ１５から吐出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二次側に出力する。
　シャトル弁３２ＡＬは、二つの入口ポートが、それぞれ、ブーム４の上げ方向の操作（以下、「ブーム上げ操作」）に対応するレバー装置２６Ａの二次側のパイロットラインと、比例弁３１ＡＬの二次側のパイロットラインとに接続され、出口ポートが、制御弁１７５Ｌの右側のパイロットポート及び制御弁１７５Ｒの左側のパイロットポートに接続される。
　シャトル弁３２ＡＲは、二つの入口ポートが、それぞれ、ブーム４の下げ方向の操作（以下、「ブーム下げ操作」）に対応するレバー装置２６Ａの二次側のパイロットラインと、比例弁３１ＡＲの二次側のパイロットラインとに接続され、出口ポートが、制御弁１７５Ｒの右側のパイロットポートに接続される。
　つまり、レバー装置２６Ａは、シャトル弁３２ＡＬ，３２ＡＲを介して、操作内容（例えば、操作方向及び操作量）に応じたパイロット圧を制御弁１７５Ｌ，１７５Ｒのパイロットポートに作用させる。具体的には、レバー装置２６Ａは、ブーム上げ操作された場合に、操作量に応じたパイロット圧をシャトル弁３２ＡＬの一方の入口ポートに出力し、シャトル弁３２ＡＬを介して、制御弁１７５Ｌの右側のパイロットポートと制御弁１７５Ｒの左側のパイロットポートに作用させる。また、レバー装置２６Ａは、ブーム下げ操作された場合に、操作量に応じたパイロット圧をシャトル弁３２ＡＲの一方の入口ポートに出力し、シャトル弁３２ＡＲを介して、制御弁１７５Ｒの右側のパイロットポートに作用させる。
　比例弁３１ＡＬは、コントローラ３０から入力される制御電流に応じて動作する。具体的には、比例弁３１ＡＬは、パイロットポンプ１５から吐出される作動油を利用して、コントローラ３０から入力される制御電流に応じたパイロット圧をシャトル弁３２ＡＬの他方の入口ポートに出力する。これにより、比例弁３１ＡＬは、シャトル弁３２ＡＬを介して、制御弁１７５Ｌの右側のパイロットポート及び制御弁１７５Ｒの左側のパイロットポートに作用するパイロット圧を調整することができる。
　比例弁３１ＡＲは、コントローラ３０から入力される制御電流に応じて動作する。具体的には、比例弁３１ＡＲは、パイロットポンプ１５から吐出される作動油を利用して、コントローラ３０から入力される制御電流に応じたパイロット圧をシャトル弁３２ＡＲの他方の入口ポートに出力する。これにより、比例弁３１ＡＲは、シャトル弁３２ＡＲを介して、制御弁１７５Ｒの右側のパイロットポートに作用するパイロット圧を調整することができる。
　つまり、比例弁３１ＡＬ，３１ＡＲは、レバー装置２６Ａの操作状態に依らず、制御弁１７５Ｌ、１７５Ｒを任意の弁位置で停止できるように、二次側に出力するパイロット圧を調整することができる。
　比例弁３３ＡＬは、比例弁３１ＡＬと同様に、マシンコントロール用制御弁として機能する。比例弁３３ＡＬは、操作装置２６とシャトル弁３２ＡＬ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３３ＡＬは、コントローラ３０が出力する制御指令に応じて動作する。そのため、コントローラ３０は、操作者による操作装置２６の操作とは無関係に、操作装置２６が吐出する作動油の圧力を減圧した上で、シャトル弁３２ＡＬ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。
　同様に、比例弁３３ＡＲは、マシンコントロール用制御弁として機能する。比例弁３３ＡＲは、操作装置２６とシャトル弁３２ＡＲ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３３ＡＲは、コントローラ３０が出力する制御指令に応じて動作する。そのため、コントローラ３０は、操作者による操作装置２６の操作とは無関係に、操作装置２６が吐出する作動油の圧力を減圧した上で、シャトル弁３２ＡＲ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。
　操作圧センサ２９Ａは、オペレータによるレバー装置２６Ａに対する操作内容を圧力（操作圧）の形で検出し、検出された圧力に対応する検出信号は、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、レバー装置２６Ａに対する操作内容を把握できる。
　コントローラ３０は、オペレータによるレバー装置２６Ａに対するブーム上げ操作とは無関係に、パイロットポンプ１５から吐出される作動油を、比例弁３１ＡＬ及びシャトル弁３２ＡＬを介して、制御弁１７５Ｌの右側のパイロットポート及び制御弁１７５Ｒの左側のパイロットポートに供給させることができる。また、コントローラ３０は、オペレータによるレバー装置２６Ａに対するブーム下げ操作とは無関係に、パイロットポンプ１５から吐出される作動油を、比例弁３１ＡＲ及びシャトル弁３２ＡＲを介して、制御弁１７５Ｒの右側のパイロットポートに供給できる。即ち、コントローラ３０は、ブーム４の上げ下げの動作を自動制御することができる。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。
　比例弁３３ＡＬは、コントローラ３０が出力する制御指令（電流指令）に応じて動作する。そして、パイロットポンプ１５からレバー装置２６Ａ、比例弁３３ＡＬ、及びシャトル弁３２ＡＬ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減圧する。比例弁３３ＡＲは、コントローラ３０が出力する制御指令（電流指令）に応じて動作する。そして、パイロットポンプ１５からレバー装置２６Ａ、比例弁３３ＡＲ、及びシャトル弁３２ＡＲ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減圧する。比例弁３３ＡＬ、３３ＡＲは、制御弁１７５Ｌ、１７５Ｒを任意の弁位置で停止できるようにパイロット圧を調整可能である。
　この構成により、コントローラ３０は、操作者によるブーム上げ操作が行われている場合であっても、必要に応じて、制御弁１７５の上げ側のパイロットポート（制御弁１７５Ｌの左側パイロットポート及び制御弁１７５Ｒの右側パイロットポート）に作用するパイロット圧を減圧し、ブーム４の閉じ動作を強制的に停止させることができる。操作者によるブーム下げ操作が行われているときにブーム４の下げ動作を強制的に停止させる場合についても同様である。
　或いは、コントローラ３０は、操作者によるブーム上げ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１７５の上げ側のパイロットポートの反対側にある、制御弁１７５の下げ側のパイロットポート（制御弁１７５Ｒの右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１７５を強制的に中立位置に戻すことで、ブーム４の上げ動作を強制的に停止させてもよい。この場合、比例弁３３ＡＬは省略されてもよい。操作者によるブーム下げ操作が行われている場合にブーム４の下げ動作を強制的に停止させる場合についても同様である。
　図４Ｂに示すように、レバー装置２６Ｂは、オペレータ等がバケット６に対応するバケットシリンダ９を操作するために用いられる。レバー装置２６Ｂは、パイロットポンプ１５から吐出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二次側に出力する。
　シャトル弁３２ＢＬは、二つの入口ポートが、それぞれ、バケット６の閉じ方向の操作（以下、「バケット閉じ操作」）に対応するレバー装置２６Ｂの二次側のパイロットラインと、比例弁３１ＢＬの二次側のパイロットラインとに接続され、出口ポートが、制御弁１７４の左側のパイロットポートに接続される。
　シャトル弁３２ＢＲは、二つの入口ポートが、それぞれ、バケット６の開き方向の操作（以下、「バケット開き操作」）に対応するレバー装置２６Ｂの二次側のパイロットラインと、比例弁３１ＢＲの二次側のパイロットラインとに接続され、出口ポートが、制御弁１７４の右側のパイロットポートに接続される。
　つまり、レバー装置２６Ｂは、シャトル弁３２ＢＬ，３２ＢＲを介して、操作内容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。具体的には、レバー装置２６Ｂは、バケット閉じ操作された場合に、操作量に応じたパイロット圧をシャトル弁３２ＢＬの一方の入口ポートに出力し、シャトル弁３２ＢＬを介して、制御弁１７４の左側のパイロットポートに作用させる。また、レバー装置２６Ｂは、バケット開き操作された場合に、操作量に応じたパイロット圧をシャトル弁３２ＢＲの一方の入口ポートに出力し、シャトル弁３２ＢＲを介して、制御弁１７４の右側のパイロットポートに作用させる。
　比例弁３１ＢＬは、コントローラ３０から入力される制御電流に応じて動作する。具体的には、比例弁３１ＢＬは、パイロットポンプ１５から吐出される作動油を利用して、コントローラ３０から入力される制御電流に応じたパイロット圧をシャトル弁３２ＢＬの他方のパイロットポートに出力する。これにより、比例弁３１ＢＬは、シャトル弁３２ＢＬを介して、制御弁１７４の左側のパイロットポートに作用するパイロット圧を調整することができる。
　比例弁３１ＢＲは、コントローラ３０が出力する制御電流に応じて動作する。具体的には、比例弁３１ＢＲは、パイロットポンプ１５から吐出される作動油を利用して、コントローラ３０から入力される制御電流に応じたパイロット圧をシャトル弁３２ＢＲの他方のパイロットポートに出力する。これにより、比例弁３１ＢＲは、シャトル弁３２ＢＲを介して、制御弁１７４の右側のパイロットポートに作用するパイロット圧を調整することができる。
　つまり、比例弁３１ＢＬ，３１ＢＲは、レバー装置２６Ｂの操作状態に依らず、制御弁１７４を任意の弁位置で停止できるように、二次側に出力するパイロット圧を調整することができる。
　比例弁３３ＢＬは、比例弁３１ＢＬと同様に、マシンコントロール用制御弁として機能する。比例弁３３ＢＬは、操作装置２６とシャトル弁３２ＢＬ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３３ＢＬは、コントローラ３０が出力する制御指令に応じて動作する。そのため、コントローラ３０は、操作者による操作装置２６の操作とは無関係に、操作装置２６が吐出する作動油の圧力を減圧した上で、シャトル弁３２ＢＬ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。
　同様に、比例弁３３ＢＲは、マシンコントロール用制御弁として機能する。比例弁３３ＢＲは、操作装置２６とシャトル弁３２ＢＲ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３３ＢＲは、コントローラ３０が出力する制御指令に応じて動作する。そのため、コントローラ３０は、操作者による操作装置２６の操作とは無関係に、操作装置２６が吐出する作動油の圧力を減圧した上で、シャトル弁３２ＢＲ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。
　操作圧センサ２９Ｂは、オペレータによるレバー装置２６Ｂに対する操作内容を圧力（操作圧）の形で検出し、検出された圧力に対応する検出信号は、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、レバー装置２６Ｂの操作内容を把握できる。
　コントローラ３０は、オペレータによるレバー装置２６Ｂに対するバケット閉じ操作とは無関係に、パイロットポンプ１５から吐出される作動油を、比例弁３１ＢＬ及びシャトル弁３２ＢＬを介して、制御弁１７４の左側のパイロットポートに供給させることができる。また、コントローラ３０は、オペレータによるレバー装置２６Ｂに対するバケット開き操作とは無関係に、パイロットポンプ１５から吐出される作動油を、比例弁３１ＢＲ及びシャトル弁３２ＢＲを介して、制御弁１７４の右側のパイロットポートに供給させることができる。即ち、コントローラ３０は、バケット６の開閉動作を自動制御することができる。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。
　なお、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比例弁３３ＢＬ，３３ＢＲの操作は、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比例弁３３ＡＬ，３３ＡＲの操作と同様であり、重複する説明を省略する。
　また、例えば、図４Ｃに示すように、レバー装置２６Ｃは、オペレータ等が上部旋回体３（旋回機構２）に対応する旋回油圧モータ２Ａを操作するために用いられる。レバー装置２６Ｃは、パイロットポンプ１５から吐出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二次側に出力する。
　シャトル弁３２ＣＬは、二つの入口ポートが、それぞれ、上部旋回体３の左方向の旋回操作（以下、「左旋回操作」）に対応するレバー装置２６Ｃの二次側のパイロットラインと、比例弁３１ＣＬの二次側のパイロットラインとに接続され、出口ポートが、制御弁１７３の左側のパイロットポートに接続される。
　シャトル弁３２ＣＲは、二つの入口ポートが、それぞれ、上部旋回体３の右方向の旋回操作（以下、「右旋回操作」）に対応するレバー装置２６Ｃの二次側のパイロットラインと、比例弁３１ＣＲの二次側のパイロットラインとに接続され、出口ポートが、制御弁１７３の右側のパイロットポートに接続される。
　つまり、レバー装置２６Ｃは、シャトル弁３２ＣＬ，３２ＣＲを介して、左右方向への操作内容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。具体的には、レバー装置２６Ｃは、左旋回操作された場合に、操作量に応じたパイロット圧をシャトル弁３２ＣＬの一方の入口ポートに出力し、シャトル弁３２ＣＬを介して、制御弁１７３の左側のパイロットポートに作用させる。また、レバー装置２６Ｃは、右旋回操作された場合に、操作量に応じたパイロット圧をシャトル弁３２ＣＲの一方の入口ポートに出力し、シャトル弁３２ＣＲを介して、制御弁１７３の右側のパイロットポートに作用させる。
　比例弁３１ＣＬは、コントローラ３０から入力される制御電流に応じて動作する。具体的には、比例弁３１ＣＬは、パイロットポンプ１５から吐出される作動油を利用して、コントローラ３０から入力される制御電流に応じたパイロット圧をシャトル弁３２ＣＬの他方のパイロットポートに出力する。これにより、比例弁３１ＣＬは、シャトル弁３２ＣＬを介して、制御弁１７３の左側のパイロットポートに作用するパイロット圧を調整することができる。
　比例弁３１ＣＲは、コントローラ３０が出力する制御電流に応じて動作する。具体的には、比例弁３１ＣＲは、パイロットポンプ１５から吐出される作動油を利用して、コントローラ３０から入力される制御電流に応じたパイロット圧をシャトル弁３２ＣＲの他方のパイロットポートに出力する。これにより、比例弁３１ＣＲは、シャトル弁３２ＣＲを介して、制御弁１７３の右側のパイロットポートに作用するパイロット圧を調整することができる。
　つまり、比例弁３１ＣＬ，３１ＣＲは、レバー装置２６Ｃの操作状態に依らず、制御弁１７３を任意の弁位置で停止できるように、二次側に出力するパイロット圧を調整することができる。
　比例弁３３ＣＬは、比例弁３１ＣＬと同様に、マシンコントロール用制御弁として機能する。比例弁３３ＣＬは、操作装置２６とシャトル弁３２ＣＬ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３３ＣＬは、コントローラ３０が出力する制御指令に応じて動作する。そのため、コントローラ３０は、操作者による操作装置２６の操作とは無関係に、操作装置２６が吐出する作動油の圧力を減圧した上で、シャトル弁３２ＣＬ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。
　同様に、比例弁３３ＣＲは、マシンコントロール用制御弁として機能する。比例弁３３ＣＲは、操作装置２６とシャトル弁３２ＣＲ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３３ＣＲは、コントローラ３０が出力する制御指令に応じて動作する。そのため、コントローラ３０は、操作者による操作装置２６の操作とは無関係に、操作装置２６が吐出する作動油の圧力を減圧した上で、シャトル弁３２ＣＲ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。
　操作圧センサ２９Ｃは、オペレータによるレバー装置２６Ｃに対する操作状態を圧力として検出し、検出された圧力に対応する検出信号は、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、レバー装置２６Ｃに対する左右方向への操作内容を把握できる。
　コントローラ３０は、オペレータによるレバー装置２６Ｃに対する左旋回操作とは無関係に、パイロットポンプ１５から吐出される作動油を、比例弁３１ＣＬ及びシャトル弁３２ＣＬを介して、制御弁１７３の左側のパイロットポートに供給させることができる。また、コントローラ３０は、オペレータによるレバー装置２６Ｃに対する右旋回操作とは無関係に、パイロットポンプ１５から吐出される作動油を、比例弁３１ＣＲ及びシャトル弁３２ＣＲを介して、制御弁１７３の右側のパイロットポートに供給させることができる。即ち、コントローラ３０は、上部旋回体３の左右方向への旋回動作を自動制御することができる。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。
　なお、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の動作を強制的に停止させる比例弁３３ＣＬ，３３ＣＲの操作は、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比例弁３３ＡＬ，３３ＡＲの操作と同様であり、重複する説明を省略する。
　尚、ショベル１００は、更に、アーム５を自動的に開閉させる構成、及び、下部走行体１を自動的に前進・後進させる構成を備えていてもよい。この場合、油圧システムのうち、アームシリンダ８の操作系に関する構成部分、走行油圧モータ１Ｌの操作系に関する構成部分、及び、走行油圧モータ１Ｒの操作に関する構成部分は、ブームシリンダ７の操作系に関する構成部分等（図４Ａ～４Ｃ）と同様に構成されてよい。
　［ショベルの土砂荷重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の土砂荷重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のうちの土砂荷重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３で前述したように、コントローラ３０は、バケット６で掘削した土砂の荷重を検出する機能に関する機能部として、土砂荷重処理部６０を含む。
　土砂荷重処理部６０は、積載物重量算出部６１と、最大積載量検出部６２と、加算積載量算出部６３と、残積載量算出部６４と、積載物重心算出部６５と、を有する。
　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ＤＴ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。
　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を掘削位置から放土位置へと移動する（旋回動作）。放土位置の下方には、ダンプトラックＤＴの荷台が配置されている。次に、ショベル１００は、放土位置において、アタッチメントを制御してバケット６内の土砂を放土することにより、バケット６内の土砂をダンプトラックＤＴの荷台へと積み込む（放土動作）。次に、ショベル１００は、上部旋回体３を旋回させ、バケット６を放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ＤＴの荷台へと積み込む。
　積載物重量算出部６１は、バケット６内の土砂（積載物）の重量を算出する。積載物重量算出部６１は、第１重量算出部６１１と、第２重量算出部６１２と、切替判断部６１３と、を有している。
　第１重量算出部６１１は、ブームシリンダ７の推力に基づいて、土砂重量を算出する。第２重量算出部６１２は、バケットシリンダ９の推力に基づいて、土砂重量を算出する。なお、第１重量算出部６１１及び第２重量算出部６１２における土砂重量の算出方法は、後述する。
　切替判断部６１３は、積載物重量算出部６１が出力する土砂重量を、第１重量算出部６１１で算出された土砂重量とするか、第２重量算出部６１２で算出された土砂重量とするか、を判断して切り替える。
　なお、積載物重量算出部６１は、第１重量算出部６１１及び第２重量算出部６１２の両方が、それぞれ土砂重量の算出を行っており、切替判断部６１３において２つの算出した土砂重量のうちどちらを積載物重量算出部６１が出力する土砂重量とするかを判断して切り替える構成であってもよい。
　また、積載物重量算出部６１は、切替判断部６１３によって、土砂重量を算出する重量算出部を切り替える、即ち、第１重量算出部６１１及び第２重量算出部６１２のうち、一方の重量算出部の処理を機能させるとともに、他方の重量算出部の処理を停止させる構成であってもよい。また、第１重量算出部６１１は切替判断部６１３の判断によらずに常時土砂重量の算出を行っており、第２重量算出部６１２は切替判断部６１３において選択された時のみ土砂重量を算出する構成であってもよい。
　切替判断部６１３は、ブーム４を駆動するブームシリンダ７の状態に応じて、第１重量算出部６１１と第２重量算出部６１２とを切り替える。例えば、切替判断部６１３は、第１重量算出部６１１での土砂重量の算出を基本とし、所定の条件を満たした場合に、第２重量算出部６１２での土砂重量の算出に切り替える。また、切替判断部６１３は、所定の条件を満たさなくなると、再び、第１重量算出部６１１での土砂重量の算出に切り替える。
　ここで、所定の条件とは、例えば、ブーム４上げ動作の動作開始時または動作終了時としてもよい。例えば、切替判断部６１３は、ブーム角度センサＳ１（姿勢センサ）の検出値に基づいて、ブーム４を上げる動作の動作開始時または動作終了時であるか否かを判定する。ブーム４を上げる動作の動作開始時または動作終了時である場合、切替判断部６１３は、第２重量算出部６１２を選択する。ブーム４を上げる動作の動作開始時及び動作終了時でない場合、切替判断部６１３は、第１重量算出部６１１を選択する。なお、ブーム４を上げる動作の動作開始時または動作終了時であるか否かを検知する方法は、これに限られるものではなく、操作装置２６の入力を検知するセンサ（図示せず）によってなされてもよく、パイロット圧を検知するセンサ（図示せず）によってなされてもよく、限定するものではない。また、所定の条件とは、ブーム４上げ動作の動作開始時または動作終了時に限られるものではない。例えば、時間に対して、第１重量算出部６１１で算出した土砂重量の値に振動が発生する場合である。
　第１重量算出部６１１は、ブームシリンダ７の推力に基づいて土砂重量を算出する。例えば、第１重量算出部６１１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までの距離と、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と、に基づいて土砂重量を算出する。また、第２重量算出部６１２は、バケットシリンダ９の推力に基づいて土砂重量を算出する。例えば、第２重量算出部６１２は、バケットシリンダ９の推力と、アーム５とバケット６とを連結するピンから土砂重心までの距離と、アーム５とバケット６とを連結するピン回りのモーメントの式と、に基づいて土砂重量を算出する。
　ここで、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までの距離の方が、アーム５とバケット６とを連結するピンから土砂重心までの距離よりも長くなっている。このため、例えば、推定した土砂重心の位置と実際の土砂重心の位置との位置ずれに対して、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までの距離の方が、アーム５とバケット６とを連結するピンから土砂重心までの距離よりも、位置ずれによる影響が小さくなる。よって、第１重量算出部６１１の方が、第２重量算出部６１２よりも精度よく土砂重量を算出することができる。
　しかしながら、例えば、ブーム４上げ動作の開始時及びブーム４上げ動作の終了時において、ブームシリンダ７の推力に振動が発生し、第１重量算出部６１１で算出される土砂重量にも振動が発生する。このため、第１重量算出部６１１では、精度よく土砂重量を検出することが困難となる。この場合、切替判断部６１３は、土砂重量の算出を第２重量算出部６１２へと切り替える。これにより、ブーム４上げ動作の開始時及びブーム４上げ動作の終了時においても、精度を保って土砂重量を算出することができる。
　なお、第２重量算出部６１２は、バケットシリンダ９の推力に基づいて土砂重量を算出するものとして説明したが、これに限られるものではない。第２重量算出部６１２は、アームシリンダ８の推力に基づいて土砂重量を算出してもよい。例えば、第２重量算出部６１２は、アームシリンダ８の推力と、ブーム４とアーム５とを連結するピンから土砂重心までの距離と、ブーム４とアーム５とを連結するピン回りのモーメントの式と、に基づいて土砂重量を算出してもよい。
　なお、本実施形態において、切替判断部６１３は、積載物重量算出部６１が出力する土砂重量を、第１重量算出部６１１で算出された土砂重量とするか、第２重量算出部６１２で算出された土砂重量とするか、を判断して切り替える事例を説明したが、これに限られるものではない。積載物重量算出部６１は、第２重量算出部６１２のみを用いてバケットシリンダ９の推力に基づいて土砂重量を算出してもよい。第１重量算出部６１１を用いてブームシリンダ７の推力に基づいて土砂重量を算出する場合には、アタッチメントの重量等のパラメータを考慮しなければならず、精度が低下するおそれがある。これに対し、第２重量算出部６１２を用いてバケットシリンダ９の推力に基づいて土砂重量を算出することにより、考慮するパラメータを低減することができ、土砂重量の算出精度を向上させることができる。
　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ＤＴ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ＤＴを特定する。次に、最大積載量検出部６２は、特定されたダンプトラックＤＴの画像に基づいて、ダンプトラックＤＴ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ＤＴの画像に基づいて、ダンプトラックＤＴ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ＤＴ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ＤＴ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ＤＴの最大積載量を求めてもよい。
　加算積載量算出部６３は、ダンプトラックＤＴに積載された土砂重量を算出する。即ち、バケット６内の土砂がダンプトラックＤＴの荷台に放土されるごとに、加算積載量算出部６３は、積載物重量算出部６１で算出されたバケット６内の土砂重量を加算して、ダンプトラックＤＴの荷台に積載された土砂重量の合計である加算積載量（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ＤＴが新しいダンプトラックＤＴとなった場合には、加算積載量はリセットされる。
　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ＤＴの最大積載量と、加算積載量算出部６３で算出した現在の加算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ＤＴに積載可能な土砂の残りの重量である。
　積載物重心算出部６５は、バケット６内の土砂（積載物）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。
　表示装置４０には、積載物重量算出部６１で算出されたバケット６内の土砂重量、最大積載量検出部６２で検出されたダンプトラックＤＴの最大積載量、加算積載量算出部６３で算出されたダンプトラックＤＴの加算積載量（荷台に積載された土砂重量の合計）、残積載量算出部６４で算出されたダンプトラックＤＴ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。
　なお、加算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ＤＴ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。
　［第１重量算出部６１１における土砂重量算出方法］
　次に、図５を参照しつつ、図６Ａ～６Ｂを用いて、本実施形態に係るショベル１００の第１重量算出部６１１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。
　図６Ａ～６Ｂは、ショベル１００のアタッチメントにおけ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６Ａはショベル１００を示し、図６Ｂはバケット６付近を示す。なお、以下の説明において、後述するピンＰ１とバケット重心Ｇ３及び土砂重心Ｇｓが水平線Ｌ１上に配置されているものとして説明する。
　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。バケット６に積載された土砂（積載物）の重心をＧｓ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Ｇ４との距離をＤ１とする。ピンＰ１とアーム５の重心Ｇ５との距離をＤ２とする。ピンＰ１とバケット６の重心Ｇ６との距離をＤ３とする。ピンＰ１と土砂の重心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のシリンダ圧の検出値をＦｂとする。また、ブーム重量のうち、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とし、バケット６に積載された土砂（積載物）の重量をＷｓとする。
　図６Ａ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。
　また、図６Ｂ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、規定値である。また、ピンＰ７と土砂重心Ｇｓとの位置関係（バケット６の基準線Ｌ２と、ピンＰ７と土砂重心Ｇｓを結ぶ直線との角度θ５。ピンＰ７と土砂重心Ｇｓとの距離Ｄ５。）は、例えば、実験的に予め求めてコントローラ３０に記憶させておく。即ち、バケット角度センサＳ３に基づいて、土砂重心Ｇｓとバケット重心Ｇ３を推定することができる。
　即ち、積載物重心算出部６５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の検出値に基づいて、土砂重心Ｇｓを推定することができる。
　次に、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。
　ＷｓＤｓ＋Ｗ１ａＤ１＋Ｗ２ａＤ２＋Ｗ３Ｄ３＝ＦｂＤｃ　・・・（Ａ１）
　式（１）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。
　Ｗｓ＝（ＦｂＤｃ－（Ｗ１ａＤ１＋Ｗ２ａＤ２＋Ｗ３Ｄ３））／Ｄｓ　・・・（Ａ２）
　ここで、ブームシリンダ７のシリンダ圧の検出値Ｆｂは、ブームロッド圧センサＳ７Ｒ、ブームボトム圧センサＳ７Ｂにより算出される。距離Ｄｃ、垂直成分の重量Ｗ１ａは、ブーム角度センサＳ１により算出される。垂直成分の重量Ｗ２ａ、距離Ｄ２は、ブーム角度センサＳ１及びアーム角度センサＳ２により算出される。距離Ｄ１、重量Ｗ３は既知の値である。また、土砂重心Ｇｓとバケット重心Ｇ３を推定したことにより、距離Ｄｓ、距離Ｄ３も推定される。
　よって、土砂重量Ｗｓは、ブームシリンダ７のシリンダ圧の検出値（ブームロッド圧センサＳ７Ｒ、ブームボトム圧センサＳ７Ｂの検出値）、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）に基づいて算出することができる。これにより、積載物重量算出部６１は、積載物重心算出部６５で推定した土砂重心Ｇｓに基づいて土砂重量Ｗｓを算出することができる。
　なお、ショベル１００が規定動作時であるか否かは、バケットシリンダ９のパイロットの検出値に基づいて、アタッチメントの姿勢を推定し、判定することができる。
　なお、規定動作時におけるバケット６の姿勢は水平であるものとみなして、土砂重心を推定し、土砂重量を算出するものとして説明したが、これに限られるものではない。例えば、前方を撮像するカメラＳ６Ｆでバケット６を撮像し、その画像に基づいて、バケット６の姿勢を推定してもよい。また、カメラＳ６Ｆでバケット６を撮像し、その画像に基づいて、バケット６の姿勢が水平であると判定した場合に土砂重心の推定、土砂荷重の算出を行ってもよい。
　［第２重量算出部６１２における土砂重量算出方法］
　次に、図５を参照しつつ、図７Ａ～７Ｂを用いて、本実施形態に係るショベル１００の第２重量算出部６１２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。
　図７Ａ～７Ｂは、バケット６に作用する力の関係を説明する部分拡大図である。また、図７Ａは、バケット６内の土砂の形状が第１の形状（基準形状）である場合を示す。図７Ｂは、バケット６内の土砂の形状が第２の形状（土砂重量測定時の形状の一例）である場合を示す。
　図７Ａに示すように、バケットシリンダ９の後端側は、連結ピン９ａによりアーム５の後端付近と連結されている。バケットシリンダ９の先端側は、連結ピン９ｂにより２つのリンク９１，９２の一端同士と連結されている。リンク９１は、一端側が連結ピン９ｂによりバケットシリンダ９の先端側と連結され、他端側が連結ピン９ｃによりアーム５の先端付近と連結されている。リンク９２は、一端側が連結ピン９ｂによりバケットシリンダ９の先端側と連結され、他端側が連結ピン９ｄによりバケット６の基端付近と連結されている。
　また、図７Ａに示すように、Ｌ１は、バケット６の重心Ｇｅと、バケット支持軸６ｂの中心との水平距離とする。Ｌ２は、バケット６内の土砂Ｌの重心Ｇｌと、バケット支持軸６ｂの中心との水平距離とする。Ｌ３は、連結ピン９ａの中心及び連結ピン９ｂの中心を通る線分（バケットシリンダ９の中心軸）と、連結ピン９ｃの中心と、の距離とする。Ｌ４は、連結ピン９ｂの中心及び連結ピン９ｄの中心を通る線分（リンク９２の中心軸）と、連結ピン９ｃの中心と、の距離とする。Ｌ５は、連結ピン９ｂの中心及び連結ピン９ｄの中心を通る線分（リンク９２の中心軸）と、バケット支持軸６ｂの中心と、の距離とする。
　ショベル１００のバケット６を、アーム５の傾斜角によらず所定の積荷保持姿勢、例えば、バケット先端６ａがバケット支持軸６ｂと同じ高さになるような所定の水平姿勢に維持した場合、バケット支持軸６ｂの回りには、バケット６側の重量によるモーメントＭと、バケット６を積荷保持姿勢に維持するバケットシリンダ９の反力Ｆによるモーメントとが働く。バケット６はこの状態で釣合っているから、釣合い条件により、両モーメントは向きが反対で大きさが等しくなる。
　バケット６側の重量によるモーメントＭは、バケット６の自重ＷｅによるモーメントＭｅと、土砂Ｌの重量ＷｌによるモーメントＭｌと、に分けられるから、以下の式（１）で表すことができる。
　　Ｍ＝Ｍｅ＋Ｍｌ　　　…（１）
　次に、バケット６を積荷保持姿勢に維持するバケットシリンダ９の反力Ｆによるモーメントについて説明する。まず、バケットシリンダ９の反力Ｆがリンク９１の連結ピン９ｃの中心回りに与えるモーメントをｍｃとすると、以下の式（２－１）で表すことができる。
　　ｍｃ＝Ｆ・Ｌ３　　　…（２－１）
　一方、リンク９１とリンク９２は連結ピン９ｂの中心で回転自在に連結されており、リンク９２の連結ピン９ｂから連結ピン９ｄの向きに働く反力をｆｂｄとすると、連結ピン９ｃの中心回りのモーメントｍｃとの釣り合いから、以下の式（２－２）で表すことができる。
　　ｆｂｄ・Ｌ４＝ｍｃ　　　…（２－２）
　更に、バケット支持軸６ｂの中心回りでは、連結ピン９ｄの中心に働く反力ｆｃｄとバケット６のモーメントＭが釣り合うので、以下の式（２－３）で表すことができる。
　　ｆｃｄ・Ｌ５＝Ｍ　　　…（２－３）
　式（２－１）から式（２－３）を整理すると、釣合の式は、以下の式（２）で表すことができる。
　　Ｆ・Ｌ３・Ｌ５／Ｌ４＝Ｍ　　　…（２）
　ここで、バケット６を所定の積荷保持姿勢に保った場合、バケット支持軸６ｂの位置に対する連結ピン９ａ～９ｄの位置は、姿勢センサ（例えば、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）により一意的に求めることができ、距離Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５を求めることができる。
　また、バケットシリンダ９の圧力センサ（例えば、バケットロッド圧センサＳ９Ｒ、バケットボトム圧センサＳ９）に基づいて検出した負荷圧をＰとし、バケットシリンダ９のピストンの受圧面積をＳとすると、バケットシリンダ９の反力Ｆは、以下の式（３）で表すことができる。
　　Ｆ＝Ｐ×Ｓ　　　…（３）
　以上の様に、姿勢センサ及びバケットシリンダ９の圧力センサの検出値に基づいて、式（２），（３）により、バケットシリンダ９の反力Ｆによるモーメントを求めることができる。
　一方、バケット６の自重ＷｅによるモーメントＭｅは、以下の式（４）で表すことができる。また、土砂Ｌの重量ＷｌによるモーメントＭｌは、以下の式（５）で表すことができる。
　　Ｍｅ＝Ｗｅ×Ｌ１　　　…（４）
　　Ｍｌ＝Ｗｌ×Ｌ２　　　…（５）
　なお、バケット６を所定の積荷保持姿勢に保った場合、姿勢センサにより距離Ｌ１を求めることができる。なお、距離Ｌ２は、例えば、実験的に予め求めてコントローラ３０に記憶させておく。また、後述する積載物重心算出部６５で算出される土砂の重心に基づいて距離Ｌ２を求めてもよい。
　以上の様に、姿勢センサ及びバケットシリンダ９の圧力センサの検出値に基づいて、式（１）から（５）により、土砂Ｌの重量Ｗｌを求めることができる。なお、バケットシリンダ９の圧力に基づいて土砂重量を求める場合を例に説明したが、これに限られるものではない。例えば、姿勢センサ及びブームシリンダ７の圧力センサの検出値に基づいて、土砂Ｌの重量Ｗｌを求めてもよい。また、姿勢センサ及びアームシリンダ８の圧力センサの検出値に基づいて、土砂Ｌの重量Ｗｌを求めてもよい。なお、これらの場合の関係式は同様に求めればよく、説明を省略する。
　ここで、ショベル１００の掘削動作の際、バケット先端６ａから土砂がバケット６内に入る。オペレータの技量によっては、バケット６内の土砂Ｌの形状は、図７Ａに示す基準形状の様にバケット６を内に均等に積載される場合に限られない。例えば、図７Ｂに示すように、バケット６内の土砂Ｌａの形状がバケット先端６ａの側に片寄り、基準形状と異なる場合がある。この場合、バケット６内の土砂Ｌａの重心Ｇｌａの位置は、図７Ａに示す基準形状の土砂Ｌの重心Ｇｌの位置と異なる場合がある。
　図５に戻り、積載物重心算出部６５は、バケット６に積載された土砂の重心の位置を算出する機能を有している。積載物重心算出部６５は、例えば、第１から第４の重心算出方法のいずれかを用いて土砂の重心の位置を算出する。
（第１の重心算出方法）
　積載物重心算出部６５による第１の重心算出方法について説明する。撮像装置Ｓ６は、バケット６に積載された土砂の形状を撮像する。積載物重心算出部６５は、撮像装置Ｓ６で撮像された画像を取得する。積載物重心算出部６５は、撮像装置Ｓ６で撮像された土砂の形状に基づいて、土砂の重心の位置を算出する。
　ここで、積載物重心算出部６５は、バケット６内面の形状情報を有している。積載物重心算出部６５は、撮像装置Ｓ６で撮像された土砂の形状と予め登録されているバケット６内面の形状情報に基づいて、バケット６に積載された土砂の全体の形状を推定する。積載物重心算出部６５は、推定された土砂の全体の形状に基づいて、土砂の重心の位置を算出する。例えば、積載物重心算出部６５は、土砂の密度分布が一様であるものとして、推定された土砂の全体の形状に基づいて、土砂の重心の位置を算出する。
　なお、バケット６に積載された土砂の形状を撮像する撮像装置Ｓ６は、例えば、ショベル１００の前方を撮像するカメラＳ６Ｆを用いてもよい。また、ブーム４やアーム５に土砂の形状を撮像するカメラ（図示せず）を設けてもよい。ブーム４やアーム５に撮像装置を設けることにより、土砂の上方から撮像することができるので、より精度よく土砂の形状を推定することができる。また、これらのカメラは、例えばステレオカメラであってもよい。
（第２の重心算出方法）
　積載物重心算出部６５による第２の重心算出方法について説明する。オペレータは、ショベル１００の掘削動作を開始する前に、入力装置４２を操作してパラメータを選択する。パラメータ（土砂特性情報）としては、例えば、掘削対象の土砂の種類（例えば、土、砂、砂利等）、土砂の状態（例えば、ウェット状態、ドライ状態等）を入力する。積載物重心算出部６５は、入力された土砂の種類及び状態の少なくともいずれか一方に基づいて、土砂の重心の位置を算出する。
　ここで、土砂の種類や状態によって安息角が異なる。このため、バケット６により土砂を掘削し、バケット６の姿勢を土砂重量を推定する姿勢（積荷保持姿勢）とした場合、バケット６に積載された土砂の上面の形状は土砂の種類や状態やパラメータ（土砂特性情報）等を用いて推定することができる。積載物重心算出部６５は、推定された土砂の上面の形状とバケット６内面の形状情報に基づいて、バケット６に積載された土砂の全体の形状を推定する。また、積載物重心算出部６５は、推定された土砂の全体の形状に基づいて、土砂の重心の位置を算出する。
　なお、土砂のパラメータ（土砂特性情報：種類、状態等）と、バケット６に積載された土砂の重心の位置と、を対応付けしたテーブルを積載物重心算出部６５に記憶しておいてもよい。この場合、積載物重心算出部６５は、入力されたパラメータとテーブルとに基づいて、土砂の重心の位置を算出することができる。なお、テーブルは、実験、シミュレーション等により求めてもよい。
（第３の重心算出方法）
　積載物重心算出部６５による第３の重心算出方法について図８を用いて説明する。図８は、積載物重心算出部６５による第３の重心算出方法を説明する模式図である。
　積載物重心算出部６５は、バケット６を第１状態とした際のバケットシリンダ９のシリンダ圧と、バケット６を第２状態とした際のバケットシリンダ９のシリンダ圧と、に基づいて、土砂の重心の位置を算出する。
　まず、コントローラ３０は、バケット６を第１の状態（図８において実線で示す）とする。図８に示す例では、バケット６の開口面が水平となるような姿勢とする。ここで、第１の状態におけるバケット６の重心をＧｅ１とし、第１の状態における土砂の重心をＧｌ１とする。バケット支持軸６ｂから重心Ｇｅ１までの水平距離をＬとし、バケット支持軸６ｂから重心Ｇｌ１までの水平距離をＬ＋ΔＬとする。また、土砂の重量をＷとする。
　第１の状態であって、バケット支持軸６ｂにおける土砂の自重によるトルクτ１は、以下の式（６）で表すことができる。
　　τ１＝Ｗ（Ｌ＋ΔＬ）　　　…（６）
　次に、コントローラ３０は、バケット６を第２の状態（図８において二点鎖線で示す）とする。図８に示す例では、第１の状態からバケット角度をθだけ開いた姿勢とする。ここで、第２の状態におけるバケット６の重心をＧｅ２とし、第２の状態における土砂の重心をＧｌ２とする。この場合、バケット支持軸６ｂから重心Ｇｅ２までの水平距離はＬｓｉｎθとなり、バケット支持軸６ｂから重心Ｇｌ２までの水平距離はＬｓｉｎθ＋ΔＬｓｉｎθとなる。
　第２の状態であって、バケット支持軸６ｂにおける土砂の自重によるトルクτ２は、以下の式（７）で表すことができる。
　　τ２＝Ｗ（Ｌｓｉｎθ＋ΔＬｓｉｎθ）　　　…（７）
　式（６）及び式（７）において、土砂重量Ｗは一致するので、以下の式（８）を導く。
　　τ１／（Ｌ＋ΔＬ）＝τ２／（Ｌｓｉｎθ＋ΔＬｓｉｎθ）　　　…（８）
　ここで、トルクτ１及びトルクτ２は、バケットシリンダ９（バケットロッド圧センサＳ９Ｒ、バケットボトム圧センサＳ９Ｂ）のシリンダ圧、姿勢センサ（バケット角度センサＳ３）により求めることができる。また、角度θは、バケット角度センサＳ３により求めることができる。また、バケット６の重心Ｇｅ２は予め求められており、距離Ｌも既知の値である。積載物重心算出部６５は、これらの値及び式（８）に基づいて、土砂の重心の位置を算出することができる。
（第４の重心算出方法）
　積載物重心算出部６５による第４の重心算出方法について図９を用いて説明する。図９は、積載物重心算出部６５による第４の重心算出方法を説明する模式図である。
　積載物重心算出部６５は、ブームシリンダ７の圧力、アームシリンダ８の圧力、バケットシリンダ９の圧力のうち少なくとも２つに基づいて、土砂の重心の位置を算出する。
　まず、コントローラ３０は、アタッチメントを所定の状態とする。図９に示す例では、バケット６の開口面が水平となるような姿勢とする。ここで、基準形状の土砂Ｌの重心をＧｌとし、実際の土砂Ｌａの重心をＧｌａとする。上部旋回体３とブーム４を連結するブーム支持軸から重心Ｇｌまでの水平距離をＬ３とし、ブーム４とアーム５を連結するアーム支持軸から重心Ｇｌまでの水平距離をＬ４とし、重心Ｇｌと重心Ｇｌａの水平距離をΔＬとする。また、土砂の重量をＷとする。
　ブーム支持軸における土砂の自重によるトルクτ３は、以下の式（９）で表すことができる。アーム支持軸における土砂の自重によるトルクτ４は、以下の式（１０）で表すことができる。
　　τ３＝Ｗ（Ｌ３－ΔＬ）　　　…（９）
　　τ４＝Ｗ（Ｌ４－ΔＬ）　　　…（１０）
　式（９）及び式（１０）において、土砂重量Ｗは一致するので、以下の式（１１）を導く。
　　τ３／（Ｌ３－ΔＬ）＝τ４／（Ｌ４－ΔＬ）　　　…（１１）
　ここで、トルクτ３は、ブームシリンダ７（ブームロッド圧センサＳ７Ｒ、ブームボトム圧センサＳ７Ｂ）のシリンダ圧、姿勢センサ（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）により求めることができる。トルクτ４は、アームシリンダ８（アームロッド圧センサＳ８Ｒ、アームボトム圧センサＳ８Ｂ）のシリンダ圧、姿勢センサ（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）により求めることができる。重心Ｇｌは予め設定された値であり、距離Ｌ３，Ｌ４は、姿勢センサ（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）により求めることができる。積載物重心算出部６５は、これらの値及び式（１１）に基づいて、距離ΔＬを算出することができる。即ち、積載物重心算出部６５は、土砂Ｌａの重心Ｌｌａの位置を算出することができる。
　なお、ブームシリンダ７の圧力及びアームシリンダ８の圧力に基づいて、土砂の重心の位置を算出する場合を例に説明したが、これに限られるものではない。例えば、ブームシリンダ７の圧力及びバケットシリンダ９の圧力に基づいて、土砂の重心の位置を算出してもよい。また、アームシリンダ８の圧力及びバケットシリンダ９の圧力に基づいて、土砂の重心の位置を算出してもよい。なお、これらの場合の関係式は同様に求めればよく、説明を省略する。
　以上、本実施形態に係るショベル１００によれば、掘削された土砂重量を検出することができる。また、本実施形態に係るショベル１００によれば、積載物重心算出部６５により土砂の重心を算出し、算出した土砂の重心に基づいて土砂重量を算出することができる。これにより、例えば、バケット６に積載された土砂の片寄りが生じるような場合であっても、土砂の重心に基づいて土砂重量を算出することができ、土砂重量の検出精度を向上させることができる。
　また、ダンプトラックＤＴに積載された土砂重量を算出することができる。これにより、ダンプトラックＤＴの過積載を防止することができる。例えば、作業現場から公道へ出る前にトラックスケール等によりダンプトラックＤＴの積載量がチェックされる。積載量が最大積載量を超えている場合、ダンプトラックＤＴはショベル１００の位置まで戻り、積載している土砂を減らす作業が必要である。このため、ダンプトラックＤＴの運用効率が低下する。また、ダンプトラックＤＴの積載不足は、土砂を運搬するダンプトラックＤＴの延べ台数を増加させ、ダンプトラックＤＴの運用効率が低下する。これに対し、本実施形態に係るショベル１００によれば、過積載を防止しつつ、土砂をダンプトラックＤＴに積載することができるので、ダンプトラックＤＴの運用効率を向上させることができる。
　また、表示装置４０には、バケット６内の土砂重量、ダンプトラックＤＴの最大積載量、加算積載量、残積載量が表示される。これにより、ショベル１００に搭乗するペレータは、これらの表示を参照しながら作業を行うことにより、ダンプトラックＤＴに土砂を積載することができる。
　以上、ショベル１００の実施形態等について説明したが、本発明は上記実施形態等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、改良が可能である。
　積載物重量算出部６１は、バケットシリンダ９（ブームシリンダ７、アームシリンダ８）の圧力に基づいて、土砂の重量を算出するものとして説明したが土砂重量の算出方法はこれに限られるものではない。積載物重量算出部６１は、上部旋回体３を旋回させる際の旋回トルクに基づいて土砂の重量を算出してもよい。
　積載物重量算出部６１が上部旋回体３を旋回させる際の旋回トルクに基づいて土砂の重量を算出する場合について説明する。上部旋回体３を旋回させる際の旋回トルクτの運動方程式は、以下の式（１２）で表すことができる。なお、アタッチメント角θは、ブーム角度、アーム角度、バケット角度を含む。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　また、バケット６内に土砂がない場合（空荷の場合）における上部旋回体３を旋回させる際の旋回トルクτ０の運動方程式は、以下の式（１３）で表すことができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
　また、バケット６内に土砂がある場合における上部旋回体３を旋回させる際の旋回トルクτｗの運動方程式は、以下の式（１４）で表すことができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
　ここで、式（１３）及び式（１４）より、土砂がある場合の旋回トルクτｗと土砂がない場合の旋回トルクτ０との差Δτは、以下の式（１５）で表すことができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
　ここで、式（１５）における積載物重量Ｍ以外のパラメータは、既知あるいは計測可能であるため、積載物重量Ｍを算出することが可能である。
　即ち、積載物重量算出部６１は、上部旋回体３の旋回動作において、上部旋回体３の旋回駆動力を取得する。ここで、上部旋回体３の旋回駆動力は、旋回油圧モータ２Ａの一方のポートと他方のポートとの圧力差、即ち、油圧センサ２１，２２で検出した油圧の差から得られる。
　また、積載物重量算出部６１は、姿勢センサによりアタッチメントの姿勢を取得する。例えば、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により、アタッチメント角（ブーム角度、アーム角度、バケット角度）を取得する。また、機体傾斜センサＳ４により、機体の傾斜角度を取得してもよい。また、積載物重量算出部６１は、旋回状態センサＳ５により、上部旋回体３の旋回角速度及び旋回角度を取得する。
　また、積載物重量算出部６１は、事前にテーブルを有している。テーブルには、アタッチメントの姿勢と、旋回駆動力と、に対応して、積載物重量Ｍが対応付けされている。
　これにより、積載物重量算出部６１は、旋回駆動力、姿勢センサの情報、テーブルに基づいて、積載物重量Ｍを算出することができる。
　また、積載物重量算出部６１は、旋回駆動力により旋回イナーシャを求め、求めた旋回イナーシャに基づいて、積載物重量Ｍを算出してもよい。
　ここで、バケット６内に土砂がない場合の旋回イナーシャは、アタッチメントの姿勢及び既知の情報（各部の重心位置、重量等）により求めることができる。また、バケット６内に土砂を有する場合の旋回イナーシャは、旋回トルクから計算することができる。
　土砂がない場合の旋回イナーシャから土砂がある場合の旋回イナーシャへの増加量は、バケット６内の土砂重量に基づくものである。よって、土砂がない場合の旋回イナーシャと土砂を有する場合の旋回イナーシャへとを対比して、積載物重量Ｍを算出することができる。換言すれば、これらの旋回イナーシャの差分に基づいて、積載物重量Ｍを算出することができる。
　ここで、土砂の重心位置は、式（１４）におけるＪｗ及びｈｗの項に含まれる。積載物重心算出部６５が土砂の重心位置を算出することにより、上部旋回体３の旋回トルクを用いて積載物重量Ｍを算出する場合にも、算出精度を向上させることができる。
　また、旋回駆動力には、慣性モーメント、旋回遠心力の影響が含まれている。このため、積載物重量算出部６１における土砂重量の算出方法は、積載物の重量を計算する際に複雑な補償を必要とせず、積載物重量Ｍを直接求めることができる。
　なお、ショベル１００が上部旋回体３が旋回する場合を例に説明したが、これに限られるものではない。例えば、上部旋回体３が旋回するとともに、アタッチメントが旋回方向以外の方向に速度成分を持つ場合、アタッチメントの速度を考慮して積載物重量Ｍを求めてもよい。例えば、バケット６が上部旋回体３の回転軸よりも遠ざかるまたは近づく方向に移動する、バケット６が上部旋回体３の回転軸に沿った上方向または下方向に移動する場合、バケット６の速度を考慮して積載物重量Ｍを求めてもよい。
［メイン画面の構成例］
　次に、図１０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１０のメイン画面４１Ｖは、画像表示部４１に表示される。
　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、リセットボタン４１ｒ、残重量表示領域４１ｓ及び目標重量表示領域４１ｔを含む。
　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。
　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１０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。
　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。
　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７５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。
　カメラ画像表示領域４１ｍは、撮像装置Ｓ６が撮像した画像を表示する領域である。図１０の例では、カメラ画像表示領域４１ｍは、バックカメラ８０Ｂが撮像したバックカメラ画像を表示している。バックカメラ画像は、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。
　現重量表示領域４１ｐは、バケット６が現に持ち上げている物体の重量（現重量）を表示する領域である。図１０は、現重量が５５０ｋｇであることを示している。
　コントローラ３０は、例えば、作業アタッチメントの姿勢とブームボトム圧と予め登録されている作業アタッチメントの仕様（重量及び重心位置等）とに基づいて現重量を算出する。具体的には、コントローラ３０は、ブーム角度センサＳ１、アーム角度センサＳ２及びブームボトム圧センサＳ６ｂ等の情報取得装置の出力に基づいて現重量を算出する。
　累積重量表示領域４１ｑは、所定の期間においてバケット６が持ち上げた物体の重量の積算値（以下、「累積重量」とする。）を表示する領域である。図１０は、累積重量が９５００ｋｇであることを示している。
　所定の期間は、例えば、リセットボタン４１ｒが押されたときに始まる期間である。操作者は、例えば、ダンプトラックＤＴの荷台に土砂を積み込む作業を行う場合、積み込み対象のダンプトラックＤＴが入れ替わる度にリセットボタン４１ｒを押して累積重量をリセットする。各ダンプトラックＤＴに積み込んだ土砂の総重量を容易に把握できるようにするためである。
　この構成により、ショベル１００は、ダンプトラックＤＴの最大積載重量を超えて、ダンプトラックＤＴの荷台に土砂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土砂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ＤＴの運転者は、積み込みヤードに戻り、荷台に積み込まれた土砂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。
　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土砂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。
　リセットボタン４１ｒは、累積重量をリセットするためのソフトウェアボタンである。リセットボタン４１ｒは、入力装置４２、左操作レバー２６Ｌ又は右操作レバー２６Ｒ等に配置されるハードウェアボタンであってもよい。
　コントローラ３０は、ダンプトラックＤＴ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てもよい。この場合、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ＤＴの入れ替わりを認識してもよく、通信装置を利用してダンプトラックＤＴの入れ替わりを認識してもよい。
　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で持ち上げた土砂がダンプトラックＤＴ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ＤＴの荷台以外の場所に移された土砂がダンプトラックＤＴ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。
　コントローラ３０は、作業アタッチメントの姿勢に基づき、バケット６で持ち上げた土砂がダンプトラックＤＴ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ＤＴの荷台の高さ）を超え且つ釈放ボタン６５Ｃが押された場合に、土砂がダンプトラックＤＴの荷台に積み込まれたと判定してもよい。
　コントローラ３０は、現重量が所定値を超えていると判定した場合に警報を出力するように構成されていてもよい。所定値は、例えば、定格持ち上げ重量に基づく値である。警報は、視覚的警報、聴覚的警報又は触覚的警報であってもよい。この構成により、コントローラ３０は、現重量が所定値を超えていること或いはそのおそれがあることを操作者に伝えることができる。
　残重量表示領域４１ｓは、残重量を表示する領域である。図１０は、累積重量が９５００ｋｇで、且つ、残重量が５００ｋｇであることを示している。すなわち、最大積載量が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量を表示させてもよいし、残重量とは別に最大積載量を表示させてもよい。
　目標重量表示領域４１ｔは、バケット６で吸着する物体の目標重量を表示する領域である。なお、目標重量は、残重量を超えない値で設定される。
　図１０に示す例では、残重量が５００ｋｇであることから、目標重量は５００ｋｇと設定されている。これに対し、現重量は、５５０ｋｇである。このため、コントローラ３０は、現重量が５００ｋｇ（目標重量）となるまでバケット６の電流を減少させる制御を行う。これにより、ダンプトラックＤＴの過積載を防止することができる。
　以上、本実施形態に係るショベル１００によれば、バケット６によって持ち上げられた物体の重量（現重量）を目標重量とすることができる。
　なお、目標重量と目標電流指令とを対応付けしたテーブルを有し、目標重量に基づいて、バケット６に供給する電流の目標電流指令を生成することにより、バケット６によって持ち上げられた物体の重量を目標重量に近づけるという構成が考えられる。しかしながら、バケット６で吸着する物体は、例えば、土砂や鉄骨等の粗密のバラツキがある物体である場合、目標重量に対応した電流値を印加しても、実際にバケット６に吸着された物体の重量が目標重量とずれることが想定される。これに対し、本実施形態に係るショベル１００によれば、バケット６によって持ち上げられた物体の重量を目標重量とすることができる。
　また、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、現重量が目標重量を超過している際には、その旨のメッセージが表示される。これにより、重量調整が完了する前に積み込み動作を行うことを防止することができる。また、累積重量が最大積載量を超過した場合にもメッセージを表示してもよい。これにより、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ＤＴの過積載を防止することができる。
［積込支援システム］
　次に、積込支援システムＳＹＳについて、図１１を用いて説明する。図１１は、積込支援システムＳＹＳの構成例を示す図である。積込支援システムＳＹＳは、ショベル１００と、ダンプトラックＤＴに設けられた支援装置２１０を有する移動体２００と、管理装置３００と、支援装置４００と、を備え、通信網９００を介して通信可能に構成されていてもよい。
　支援装置２１０は、携帯端末装置であり、例えば、ダンプトラックＤＴに備え付けられるノートＰＣ、タブレットＰＣ、スマートフォン等のコンピュータである。
　管理装置３００は、固定端末装置であり、例えば、作業現場外の管理センタ等に設置されるコンピュータである。なお、管理装置３００は、可搬性のコンピュータ（例えば、ノートＰＣ、タブレットＰＣ、スマートフォン等の携帯端末装置）であってもよい。
　支援装置４００は、携帯端末装置であり、例えば、作業現場にいる作業者等が携帯するノートＰＣ、タブレットＰＣ、スマートフォン等のコンピュータである。
　ショベル１００のコントローラ３０は、算出した土砂重量等を通信装置Ｔ１及び通信網９００を介して管理装置３００に送信してもよい。これにより、管理装置３００は、ショベル１００がダンプトラックＤＴに積載した土砂等の積載物の重量を管理することができる。また、ショベル１００のコントローラ３０は、通信装置Ｔ１及び通信網９００を介してダンプトラックＤＴに設けられた支援装置２１０に送信してもよい。
　また、ショベル１００は、通信網９００を介して遠隔操作されてもよい。
　以上、ショベル１００の実施形態等について説明したが、本発明は上記実施形態等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、改良が可能である。
　本願は、２０１９年７月１１日に出願した日本国特許出願２０１９－１２９５２４号に基づく優先権を主張するものであり、この日本国特許出願の全内容を本願に参照により援用する。
１００　　　ショベル
１　　　　　下部走行体
２　　　　　旋回機構
２Ａ　　　　旋回油圧モータ
２Ａ１　　　第１ポート
２Ａ２　　　第２ポート
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（アタッチメント）
７　　　　　ブームシリンダ（第１アクチュエータ）
８　　　　　アームシリンダ（第２アクチュエータ）
９　　　　　バケットシリンダ（第２アクチュエータ）
２１，２２　油圧センサ
３０　　　　コントローラ（制御装置）
４０　　　　表示装置
４２　　　　入力装置
４３　　　　音声出力装置
４７　　　　記憶装置
６０　　　　土砂荷重処理部
６１　　　　積載物重量算出部（重量算出部）
６２　　　　最大積載量検出部
６３　　　　加算積載量算出部
６４　　　　残積載量算出部
６５　　　　積載物重心算出部（重心算出部）
６１１　　　第１重量算出部
６１２　　　第２重量算出部
６１３　　　切替判断部（切替部）
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
Ｓ７Ｒ　　　ブームロッド圧センサ
Ｓ７Ｂ　　　ブームボトム圧センサ
Ｓ８Ｒ　　　アームロッド圧センサ
Ｓ８Ｂ　　　アームボトム圧センサ
Ｓ９Ｒ　　　バケットロッド圧センサ
Ｓ９Ｂ　　　バケットボトム圧センサ
ＤＴ　　　　ダンプトラック

Claims (13)

  1. 　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を駆動する第１アクチュエータ及び第２アクチュエータと、
    　制御装置と、を備え、
    　前記制御装置は、
    　前記第１アクチュエータに基づいて、前記アタッチメントに積載された積載物の重量を第１重量として算出する第１重量算出部と、
    　前記第２アクチュエータに基づいて、前記積載物の重量を第２重量として算出する第２重量算出部と、を有する、ショベル。
  2. 　前記制御装置は、
    　前記第１アクチュエータの状態に基づいて、前記第１重量算出部と前記第２重量算出部とを切り替える切替部を更に有する、
    請求項１に記載のショベル。
  3. 　前記切替部は、
    　前記第１重量算出部で算出された前記第１重量及び前記第２重量算出部で算出された前記第２重量のうち、選択する重量を切り替える、
    請求項２に記載のショベル。
  4. 　前記切替部は、
    　前記第１重量算出部及び前記第２重量算出部のうち、前記積載物の重量の算出処理を機能させる重量算出部を切り替える、
    請求項２に記載のショベル。
  5. 　前記アタッチメントは、ブーム、アーム、バケットを備え、
    　前記第１アクチュエータは、前記ブームを駆動し、
    　前記第２アクチュエータは、前記バケットまたは前記アームを駆動する、
    請求項２に記載のショベル。
  6. 　前記切替部は、
    　前記第１アクチュエータが前記ブームを上げ動作する際、前記積載物の重量を前記第２重量として切り替える、
    請求項５に記載のショベル。
  7. 　前記制御装置は、
    　前記積載物の重心を算出する重心算出部を更に有する、
    請求項１に記載のショベル。
  8. 　上部旋回体に取り付けられ、バケットを含むアタッチメントと、
    　前記バケットを駆動するバケットシリンダと、
    　制御装置と、を備え、
    　前記制御装置は、
    　前記バケットシリンダに基づいて、前記バケットに積載された積載物の重量を算出する重量算出部を有する、ショベル。
  9. 　前記制御装置は、
    　前記バケットに積載された積載物の重心を算出する重心算出部を更に有する、
    請求項８に記載のショベル。
  10. 　前記積載物を撮像する撮像装置を備え、
    　前記重心算出部は、
    　前記撮像装置で撮像された前記積載物の形状に基づいて、前記積載物の重心を算出する、
    請求項９に記載のショベル。
  11. 　前記重心算出部は、
    　前記積載物の種類及び状態の少なくともいずれか一方に基づいて、前記積載物の重心を算出する、
    請求項９に記載のショベル。
  12. 　前記重心算出部は、
    　前記バケットを第１状態とした際の前記バケットシリンダの圧力と、前記バケットを第１状態とはバケット角が異なる第２状態とした際の前記バケットシリンダの圧力と、に基づいて、前記積載物の重心を算出する、
    請求項９に記載のショベル。
  13. 　前記アタッチメントは、ブーム及びアームを更に含み、
    　前記ブームを駆動するブームシリンダと、
    　前記アームを駆動するアームシリンダと、を備え、
    　前記重心算出部は、
    　前記ブームシリンダの圧力、前記アームシリンダの圧力、前記バケットシリンダの圧力のうち少なくとも２つに基づいて、前記積載物の重心を算出する、
    請求項９に記載のショベル。
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