WO2023149104A1

WO2023149104A1 - 作業機械および作業機械の制御方法

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Publication number: WO2023149104A1
Application number: PCT/JP2022/046708
Authority: WO
Inventors: 一道岡島
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 2022-02-02
Filing date: 2022-12-19
Publication date: 2023-08-10
Anticipated expiration: 2024-08-02
Also published as: JP2023112995A; KR20240095459A; CN118401721A; US20250043547A1; DE112022005829T5

Abstract

油圧ショベル（１）は、ショベル本体（２）と、検出部（４）と、コントローラ（３）と、を備える。ショベル本体（２）は、走行体（１１）と、旋回体（１２）と、を有する。旋回体（１２）は、作業機（１５）を有し、走行体（１１）に対して旋回可能である。検出部（４）は、作業機（１５）の位置を検出する。コントローラ（３）は、旋回体（１２）を旋回させた場合、作業機（１５）の位置に基づいてショベル本体（２）から所定の位置に設定した仮想壁（Ｗ）に作業機（１５）が干渉すると判定したとき仮想壁（Ｗ）に干渉しないように作業機（１５）の姿勢を変更する。

Description

作業機械および作業機械の制御方法

　本発明は、作業機械および作業機械の制御方法に関する。

　道路工事または、管埋設工事等で掘削機が多く使用される。市街地等の道路で使用される場合、側方を走行する自動車、フェンス、ガードレール等の障害物に注意しながら作業者は掘削機を運転する必要がある。

　そのため、例えば特許文献１では、掘削機の動きを制限するために仮想壁を設定することが開示されている。特許文献１では、旋回体の前部、後部、左部および右部、さらに斜め方向の部分にも物体検出センサを配置し、掘削機の周囲の障害物を検出するとともに掘削機からの距離を検出して仮想壁が設定されている。

国際公開第２０１９／１８９０３０号パンフレット

　しかしながら、作業を行っている最中、作業者はモニター等を見難いため仮想壁の位置を把握し難く、仮想壁に干渉して掘削機の動作が停止される。このように作業が停止されると、円滑な作業が行い難い。

　本開示は、仮想壁を設定した場合であっても作業を円滑に行うことが可能な作業機械および作業機械の制御方法を提供する。
（課題を解決するための手段）

　本開示の作業機械は、作業機械本体と、検出部と、姿勢制御部と、を備える。作業機械本体は、走行体と、旋回体と、を有する。旋回体は、作業機を有し、走行体に対して旋回可能である。検出部は、作業機の位置を検出する。姿勢制御部は、旋回体を旋回させた場合、作業機の位置に基づいて、作業機械本体から所定の位置に設定した仮想壁に作業機が干渉すると判定したとき、仮想壁に干渉しないように作業機の姿勢を変更する。

　本開示の作業機械の制御方法は、走行体と、作業機を有し、走行体に対して旋回可能な旋回体と、を備えた作業機械の制御方法であって、位置検出ステップと、判定ステップと、干渉回避ステップと、を備える。位置検出ステップは、作業機の位置を検出する。判定ステップは、旋回体を旋回させた場合に、位置検出ステップによる検出に基づいて、作業機械から所定の位置に設定した仮想壁に作業機が干渉するか否かを判定する。干渉回避ステップは、仮想壁に作業機が干渉すると判定した場合、仮想壁に干渉しないように作業機の姿勢を変更する。
（発明の効果）

　本開示の態様によれば、仮想壁を設定した場合であっても作業を円滑に行うことが可能な作業機械および作業機械の制御方法を提供することができる。

本開示の実施形態にかかる油圧ショベルを示す側面図である。本開示の実施形態にかかる油圧ショベルおよびその制御システムの構成を示すブロック図である。本開示の実施形態にかかる油圧ショベルの油圧回路の構成を示すブロック図である。（ａ）本開示の実施形態にかかる油圧ショベルの姿勢検出を説明するための側面模式図である、（ｂ）本開示の実施形態にかかる油圧ショベルの旋回角度を説明するための平面図である。（ａ）本開示の実施形態にかかる油圧ショベルの作業機における算出点を示す斜視図である、（ｂ）本開示の実施形態にかかる油圧ショベルのバケットの側面図である。本開示の実施形態にかかる油圧ショベルの仮想壁の設定の一例を示す平面図である。本開示の実施形態にかかる油圧ショベルの作業機が仮想壁に向かって旋回する状態を示す斜視図である。本開示の実施形態にかかる油圧ショベルの作業機が仮想壁に接近した状態を示す図である。本開示の実施形態にかかる油圧ショベルの制御動作を示すフロー図である。

　本開示にかかる作業機械の一例としての油圧ショベルについて図面を参照しながら以下に説明する。

　＜構成＞
　（油圧ショベル１の概要）
　図１は、本実施の形態の油圧ショベル１の構成を示す側面図である。

　油圧ショベル１（作業機械の一例）は、ショベル本体２（作業機械本体の一例）と、コントローラ３（姿勢制御部の一例）（図２参照）と、検出部４（図２参照）と、を有している。

　ショベル本体２は、走行体１１と、旋回体１２と、を有する。走行体１１は、一対の走行装置１１ａを有する。各走行装置１１ａは、履帯１１ｂを有している。エンジンからの駆動力によって走行モータが回転して履帯１１ｂが駆動されることによって油圧ショベル１が走行する。

　旋回体１２は、走行体１１の上側に配置されている。旋回体１２は、旋回モータ２７（図２参照）によって上下方向に沿った軸を中心として走行体１１に対して旋回可能に構成されている。旋回体１２にはスイングマシナリが配置されている。走行体１１には、スイングサークルが配置されており、スイングマシナリの出力ピニオンと噛み合っている。旋回モータ２７の回転駆動がスイングマシナリ（図示せず）によって減速され出力ピニオンから出力される。これにより、スイングマシナリがスイングサークルの内側または外側を回転移動し走行体１１に対して旋回体１２が回転する。

　旋回体１２は、旋回フレーム１３（フレーム部の一例）と、キャブ１４と、作業機１５と、を有する。旋回フレーム１３は、走行体１１の上側に配置されており、走行体１１に対して旋回可能なフレームである。キャブ１４は、旋回フレーム１３の前部左側位置に設けられている。キャブ１４は、オペレータが運転時に着座する運転席として設けられている。キャブ１４の内部には、運転席、作業機１５を操作するためのレバーを含む操作装置８１、入力装置８２、および各種の表示装置（後述するディスプレイ８３含む）等が配置されている。

　尚、本実施の形態において断りなき場合、前後左右はキャブ１４内の運転席を基準として説明する。運転席が正面に正対する方向を前方向とし、前方向に対向する方向を後方向とする。運転席が正面に正対したときの側方方向の右側、左側をそれぞれ右方向、左方向とする。

　作業機１５は、旋回フレーム１３の前部中央位置に取り付けられている。作業機１５は、図１に示すように、ブーム２１、アーム２２、バケット２３（アタッチメントの一例）を有する。ブーム２１の基端部は、旋回フレーム１３に回動可能に連結されている。また、ブーム２１の先端部はアーム２２の基端部に回動可能に連結されている。アーム２２の先端部は、バケット２３に回動可能に連結されている。バケット２３は、その開口が旋回体１２の方向（後方）を向くことができるようにアーム２２に取り付けられている。バケット２３が、このような向きに取り付けられた油圧ショベル１は、バックホウと呼ばれている。

　ブーム２１、アーム２２およびバケット２３のそれぞれに対応するように油圧シリンダ２４～２６（ブームシリンダ２４（第１シリンダの一例）、アームシリンダ２５（第２シリンダの一例）およびバケットシリンダ２６（第３シリンダの一例））が配置されている。なお、ブームシリンダ２４は、ブーム２１の左右両側に配置されている。これらの油圧シリンダ２４～２６が駆動されることによって作業機１５が駆動される。これにより、掘削等の作業が行われる。

　旋回体１２のキャブ１４の後側には、エンジンルーム１６が配置されている。エンジンルーム１６には、エンジン、エンジンを冷却する冷却ユニット、および油圧ポンプ等が収納されている。

　（油圧ショベル１の制御システム構成）
　図２は、油圧ショベル１およびその制御システムの構成を示すブロック図である。油圧ショベル１は、コントローラ３、検出部４、駆動系５および操作系６を含む。

　（駆動系５）
　駆動系５は、エンジン３１と、油圧回路３２と、動力伝達装置３３と、を含む。エンジン３１は、コントローラ３からの指令信号により制御される。油圧回路３２は、作動油を、左右のブームシリンダ２４と、アームシリンダ２５と、バケットシリンダ２６と、旋回モータ２７に供給する。油圧回路３２は、油圧ポンプ３４と、ポンプ制御装置３５と、メインバルブ３６とを含む。油圧ポンプ３４は、エンジン３１によって駆動され、作動油を吐出する。油圧ポンプ３４から吐出された作動油は、左右のブームシリンダ２４と、アームシリンダ２５と、バケットシリンダ２６と、旋回モータ２７に供給される。上述した旋回モータ２７は、例えば油圧モータである。旋回モータ２７は、油圧ポンプ３４からの作動油によって駆動される。旋回モータ２７は、旋回体１２を旋回させる。

　（油圧回路３２）
　油圧ポンプ３４は可変容量ポンプである。油圧ポンプ３４にはポンプ制御装置３５が接続されている。ポンプ制御装置３５は、油圧ポンプ３４の傾転角を制御する。ポンプ制御装置３５は、例えば電磁弁を含み、コントローラ３からの指令信号により制御される。コントローラ３は、ポンプ制御装置３５を制御することで、油圧ポンプ３４の容量を制御する。なお、図２では、１つの油圧ポンプが図示されているが、複数の油圧ポンプが設けられてもよい。

　メインバルブ３６は、油圧ポンプ３４から油圧シリンダ２４～２６及び旋回モータ２７に供給される作動油の流量を制御する。油圧シリンダ２４～２６および旋回モータ２７と油圧ポンプ３４とは、メインバルブ３６を介して油圧回路によって接続されている。メインバルブ３６は、コントローラ３からの指令信号によって制御される。コントローラ３は、メインバルブ３６を制御することで、作業機１５の動作を制御する。コントローラ３は、メインバルブ３６を制御することで、旋回体１２の旋回を制御する。

　図３は、油圧回路３２を示す油圧回路図である。油圧回路３２は、メインバルブ３６と、作動油タンク３７と、作動油供給路３８と、作動油戻り路３９と、作動油路４１～４８と、パイロット油供給路４９と、パイロット油戻り路５０と、パイロット油路５１～５８と、を含む。図３では、作動油供給路３８と、作動油戻り路３９と、作動油路４１～４８を太実線で示し、パイロット油供給路４９を細実線で示し、パイロット油戻り路５０を一点鎖線で示す。また、コントローラ３からの電気的な接続を点線で示す。

　作動油タンク３７は、作動油を貯留する。作動油供給路３８は、作動油タンク３７からメインバルブ３６に作動油を供給する。作動油戻り路３９は、メインバルブ３６から作動油タンク３７に作動油を戻す。

　メインバルブ３６は、ブーム用バルブ６１と、アーム用バルブ６２と、バケット用バルブ６３と、旋回用バルブ６４と、を含む。

　ブーム用バルブ６１、アーム用バルブ６２、バケット用バルブ６３、および旋回用バルブ６４の各々は、４つのポートを含み、３位置をとることが可能な方向切り替え弁である。ブーム用バルブ６１、アーム用バルブ６２、バケット用バルブ６３、および旋回用バルブ６４の各々は、パイロット油の圧力によって位置が切り換えられる。

　ブーム用バルブ６１は、４つのポートＰ１１、Ｐ１２、Ｐ１３、Ｐ１４を含む。ブーム用バルブ６１は弁体を含み、弁体は、ブーム上げ位置とブーム下げ位置と停止位置に移動可能である。ポートＰ１１は、作動油供給路３８に接続されている。ポートＰ１２は、作動油戻り路３９に接続されている。ポートＰ１３は、左右のブームシリンダ２４のボトム側シリンダ室に作動油路４１によって接続されている。ポートＰ１４は、左右のブームシリンダ２４のロッド側シリンダ室に作動油路４２によって接続されている。

　ブーム用バルブ６１の弁体がブーム上げ位置（図中、左側）に移動すると、ブームシリンダ２４のボトム側シリンダ室に作動油が供給され、ロッド側シリンダ室から作動油が排出される。これにより、ブームシリンダ２４が伸長して、ブーム２１が上方向に揺動する。ブーム用バルブ６１の弁体がブーム下げ位置（図中、右側）に移動すると、ブームシリンダ２４のボトム側シリンダ室から作動油が排出され、ロッド側シリンダ室に作動油が供給される。これにより、ブームシリンダ２４が収縮し、ブーム２１が下方向に揺動する。ブーム用バルブ６１の弁体が停止位置（図中、中央）に移動すると、各ポートからの作動油の供給・排出が停止し、ブーム２１は停止した状態となる。

　アーム用バルブ６２は、４つのポートＰ２１、Ｐ２２、Ｐ２３、Ｐ２４を含む。アーム用バルブ６２は弁体を含み、弁体は、アーム上げ位置とアーム下げ位置と停止位置に移動可能である。ポートＰ２１は、作動油供給路３８に接続されている。ポートＰ２２は、作動油戻り路３９に接続されている。ポートＰ２３は、アームシリンダ２５のロッド側シリンダ室に作動油路４３によって接続されている。ポートＰ２４は、アームシリンダ２５のボトム側シリンダ室に作動油路４４によって接続されている。

　アーム用バルブ６２の弁体がアーム上げ位置（図中、左側）に移動すると、アームシリンダ２５のロッド側シリンダ室に作動油が供給され、ボトム側シリンダ室から作動油が排出される。これにより、アームシリンダ２５が収縮して、アーム２２がブーム２１に対して外側方向に向かって揺動する。アーム用バルブ６２の弁体がアーム下げ位置（図中、右側）に移動すると、アームシリンダ２５のロッド側シリンダ室から作動油が排出され、ボトム側シリンダ室に作動油が供給される。これにより、アームシリンダ２５が伸長し、アーム２２がブーム２１に対して内側方向に向かって揺動する。アーム用バルブ６２の弁体が停止位置（図中、中央）に移動すると、各ポートからの作動油の供給・排出が停止し、アーム２２は停止した状態となる。

　バケット用バルブ６３は、４つのポートＰ３１、Ｐ３２、Ｐ３３、Ｐ３４を含む。バケット用バルブ６３は弁体を含み、弁体は、バケット上げ位置とバケット下げ位置と停止位置に移動可能である。ポートＰ３１は、作動油供給路３８に接続されている。ポートＰ３２は、作動油戻り路３９に接続されている。ポートＰ３３は、バケットシリンダ２６のロッド側シリンダ室に作動油路４５によって接続されている。ポートＰ３４は、バケットシリンダ２６のボトム側シリンダ室に作動油路４６によって接続されている。

　バケット用バルブ６３の弁体がバケット上げ位置（図中、左側）に移動すると、バケットシリンダ２６のロッド側シリンダ室に作動油が供給され、ボトム側シリンダ室から作動油が排出される。これにより、バケットシリンダ２６が収縮して、バケット２３がアーム２２に対して外側に向かうように揺動する。バケット用バルブ６３の弁体がバケット下げ位置（図中、右側）に移動すると、バケットシリンダ２６のロッド側シリンダ室から作動油が排出され、ボトム側シリンダ室に作動油が供給される。これにより、バケットシリンダ２６が伸長し、バケット２３がアーム２２に対して内側に向かうように揺動する（巻き込み方向ともいう）。バケット用バルブ６３の弁体が停止位置（図中、中央）に移動すると、各ポートからの作動油の供給・排出が停止し、バケット２３は停止した状態となる。

　旋回用バルブ６４は、４つのポートＰ４１、Ｐ４２、Ｐ４３、Ｐ４４を含む。旋回用バルブ６４は弁体を含み、弁体は左旋回位置と右旋回位置と停止位置に移動可能である。ポートＰ４１は、作動油供給路３８に接続されている。ポートＰ４２は、作動油戻り路３９に接続されている。ポートＰ４３は、旋回モータ２７に作動油路４７によって接続されている。ポートＰ４４は、旋回モータ２７に作動油路４８によって接続されている。

　旋回用バルブ６４の弁体が左旋回位置（図中、左側）に移動すると、旋回モータ２７が駆動し、旋回体１２が走行体１１に対して左旋回する。旋回用バルブ６４の弁体が右旋回位置（図中、右側）に移動すると、旋回モータ２７が駆動し、旋回体１２が走行体１１に対して右旋回する。旋回用バルブ６４の弁体が停止位置（図中、中央）に移動すると、各ポートからの作動油の供給・排出が停止し、旋回体１２は停止した状態となる。

　メインバルブ３６は、ブーム上げＥＰＣ（Electric Proportional Control）弁６５と、ブーム下げＥＰＣ弁６６と、アーム上げＥＰＣ弁６７と、アーム下げＥＰＣ弁６８と、バケット上げＥＰＣ弁６９と、バケット下げＥＰＣ弁７０と、左旋回ＥＰＣ弁７１と、右旋回ＥＰＣ弁７２と、を含む。これらＥＰＣ弁６５～７２の各々は、パイロット弁として用いられ、ブーム用バルブ６１、アーム用バルブ６２、バケット用バルブ６３、または旋回用バルブ６４にパイロット油を供給し、バルブの位置を変える。ＥＰＣ弁６５～７２の各々は、コントローラ３に接続されており、コントローラ３からの指令信号に基づいて開閉する。

　パイロット油供給路４９は、作動油供給路３８から分岐している。パイロット油供給路４９は、パイロット油をＥＰＣ弁６５～７２に供給する。パイロット油供給路４９には、減圧弁５９が設けられている。作動油タンク３７から油圧ポンプ３４によって吐出される作動油が減圧弁５９によって減圧されて各ＥＰＣ弁６５～７２に供給される。パイロット油戻り路５０は、各ＥＰＣ弁６５～７２からパイロット油を作動油タンク３７に戻す。

　ブーム上げＥＰＣ弁６５とブーム下げＥＰＣ弁６６は、ブーム用バルブ６１のパイロット室にパイロット油を供給してブーム用バルブ６１の弁体の位置を切り替える。ブーム上げＥＰＣ弁６５とブーム下げＥＰＣ弁６６の各々は、３つのポートＰ５１、Ｐ５２、Ｐ５３を含む。ブーム上げＥＰＣ弁６５とブーム下げＥＰＣ弁６６の各々のポートＰ５１は、パイロット油供給路４９に接続されている。ブーム上げＥＰＣ弁６５とブーム下げＥＰＣ弁６６の各々のポートＰ５３は、パイロット油戻り路５０に接続されている。ブーム上げＥＰＣ弁６５のポートＰ５２は、パイロット油路５１を介してブーム用バルブ６１のパイロット油室に接続されている。ブーム下げＥＰＣ弁６６のポートＰ５２は、パイロット油路５２を介してブーム用バルブ６１のパイロット油室に接続されている。

　ブーム上げＥＰＣ弁６５とブーム下げＥＰＣ弁６６は、ポートＰ５３とポートＰ５２の接続をポートＰ５１とポートＰ５２の接続に徐々に切り替えていくと、バルブが徐々に開いた状態となり、ブーム用バルブ６１にパイロット油を供給する。

　油圧ポンプ３４が作動した状態で、コントローラ３からの指令信号によって、例えばブーム上げＥＰＣ弁６５の開度がブーム下げＥＰＣ弁６６の開度よりも大きく設定されると、ブーム用バルブ６１の弁体が上げ位置に移動する。これによって、ブームシリンダ２４が伸長し、ブーム２１が上方に揺動する。

　アーム上げＥＰＣ弁６７とアーム下げＥＰＣ弁６８は、アーム用バルブ６２のパイロット室にパイロット油を供給してアーム用バルブ６２の弁体の位置を切り替える。アーム上げＥＰＣ弁６７とアーム下げＥＰＣ弁６８の各々は、３つのポートＰ６１、Ｐ６２、Ｐ６３を含む。アーム上げＥＰＣ弁６７とアーム下げＥＰＣ弁６８の各々のポートＰ６１は、パイロット油供給路４９に接続されている。アーム上げＥＰＣ弁６７とアーム下げＥＰＣ弁６８の各々のポートＰ６３は、パイロット油戻り路５０に接続されている。アーム上げＥＰＣ弁６７のポートＰ６２は、パイロット油路５３を介してアーム用バルブ６２のパイロット油室に接続されている。アーム下げＥＰＣ弁６８のポートＰ６２は、パイロット油路５４を介してアーム用バルブ６２のパイロット油室に接続されている。

　アーム上げＥＰＣ弁６７とアーム下げＥＰＣ弁６８は、ポートＰ６３とポートＰ６２の接続をポートＰ６１とポートＰ６２の接続に徐々に切り替えていくと、バルブが徐々に開いた状態となり、アーム用バルブ６２にパイロット油を供給する。

　油圧ポンプ３４が作動した状態で、コントローラ３からの指令信号によって、例えばアーム上げＥＰＣ弁６７の開度がアーム下げＥＰＣ弁６８の開度よりも大きく設定されると、アーム用バルブ６２の弁体が上げ位置に移動する。これによって、アームシリンダ２５が収縮し、アーム２２が上方に揺動する。

　バケット上げＥＰＣ弁６９とバケット下げＥＰＣ弁７０は、バケット用バルブ６３のパイロット室にパイロット油を供給してバケット用バルブ６３の弁体の位置を切り替える。バケット上げＥＰＣ弁６９とバケット下げＥＰＣ弁７０の各々は、３つのポートＰ７１、Ｐ７２、Ｐ７３を含む。バケット上げＥＰＣ弁６９とバケット下げＥＰＣ弁７０の各々のポートＰ７１は、パイロット油供給路４９に接続されている。バケット上げＥＰＣ弁６９とバケット下げＥＰＣ弁７０の各々のポートＰ７３は、パイロット油戻り路５０に接続されている。バケット上げＥＰＣ弁６９のポートＰ７２は、パイロット油路５５を介してバケット用バルブ６３のパイロット油室に接続されている。バケット下げＥＰＣ弁７０のポートＰ７２は、パイロット油路５６を介してバケット用バルブ６３のパイロット油室に接続されている。

　バケット上げＥＰＣ弁６９とバケット下げＥＰＣ弁７０は、ポートＰ７３とポートＰ７２の接続をポートＰ７１とポートＰ７２の接続に徐々に切り替えていくと、バルブが徐々に開いた状態となり、バケット用バルブ６３にパイロット油を供給する。

　油圧ポンプ３４が作動した状態で、コントローラ３からの指令信号によって、例えばバケット上げＥＰＣ弁６９の開度がバケット下げＥＰＣ弁７０の開度よりも大きく設定されると、バケット用バルブ６３の弁体が上げ位置に移動する。これによって、バケットシリンダ２６が収縮し、バケット２３がアーム２２に対して外側に向かう方向に揺動する。

　左旋回ＥＰＣ弁７１と右旋回ＥＰＣ弁７２は、旋回用バルブ６４のパイロット室にパイロット油を供給して旋回用バルブ６４の弁体の位置を切り替える。左旋回ＥＰＣ弁７１と右旋回ＥＰＣ弁７２の各々は、３つのポートＰ８１、Ｐ８２、Ｐ８３を含む。左旋回ＥＰＣ弁７１と右旋回ＥＰＣ弁７２の各々のポートＰ８１は、パイロット油供給路４９に接続されている。左旋回ＥＰＣ弁７１と右旋回ＥＰＣ弁７２の各々のポートＰ８３は、パイロット油戻り路５０に接続されている。左旋回ＥＰＣ弁７１のポートＰ８２は、パイロット油路５７を介して旋回用バルブ６４のパイロット油室に接続されている。右旋回ＥＰＣ弁７２のポートＰ８２は、パイロット油路５８を介して旋回用バルブ６４のパイロット油室に接続されている。

　左旋回ＥＰＣ弁７１と右旋回ＥＰＣ弁７２は、ポートＰ８３とポートＰ８２の接続をポートＰ８１とポートＰ８２の接続に徐々に切り替えていくと、バルブが徐々に開いた状態となり、旋回用バルブ６４にパイロット油を供給する。

　油圧ポンプ３４が作動した状態で、コントローラ３からの指令信号によって、例えば左旋回ＥＰＣ弁７１の開度が右旋回ＥＰＣ弁７２の開度よりも大きく設定されると、旋回用バルブ６４の弁体が左旋回位置に移動する。これによって、旋回モータ２７が駆動し、旋回体１２が走行体１１に対して左旋回する。

　（動力伝達装置３３）
　図２に示す動力伝達装置３３は、エンジン３１の駆動力を走行体１１に伝達する。履帯１１ｂは、動力伝達装置３３からの駆動力によって駆動されて、油圧ショベル１を走行させる。動力伝達装置３３は、例えば、トルクコンバーター、或いは複数の変速ギアを有するトランスミッションであってもよい。或いは、動力伝達装置３３は、HST（Hydro Static Transmission）、或いはHMT（Hydraulic Mechanical Transmission）などの他の形式のトランスミッションであってもよい。

　（検出部４）
　図２に示す検出部４は、作業機１５の位置を検出する。作業機１５の位置は、作業機１５の姿勢を含む。検出部４は、CPUなどのプロセッサ４ａを含む。プロセッサ４ａは、作業機１５の位置を検出するための処理を行う。検出部４は、記憶装置４ｂを含む。記憶装置４ｂは、RAM或いはROMなどのメモリ、及び、HDD（Hard Disk Drive）或いはSSD（Solid State Drive）などの補助記憶装置を含む。記憶装置４ｂは、作業機１５の位置を検出するためにデータ及びプログラムを記憶している。

　検出部４は、姿勢検出部９２と、旋回角度センサ９３と、を含む。姿勢検出部９２は、油圧ショベル１の姿勢を求めるための情報を検出する。

　姿勢検出部９２は、走行体１１と作業機１５の姿勢を求めるための情報を検出する。姿勢検出部９２は、走行体姿勢センサ９４と、作業機姿勢検出部９５と、を含む。

　走行体姿勢センサ９４は、走行体１１の姿勢を求めるための情報を検出する。走行体１１の姿勢は、走行体１１のピッチ角θ１を含む。走行体姿勢センサ９４は、ピッチ角θ１を含む第１位置データを検出する。図４（ａ）に示すように、走行体１１のピッチ角θ１は、水平方向に対する走行体１１の前後方向の傾斜角度である。走行体姿勢センサ９４は、例えばIMU（Inertial Measurement Unit）である。走行体姿勢センサ９４は、走行体１１の姿勢を示す第１位置データを検出する。

　作業機姿勢検出部９５は、作業機１５の姿勢を求めるための情報を検出する。作業機１５の姿勢は、ブーム角θ２と、アーム角θ３と、バケット角θ４と、を含む。作業機姿勢検出部９５は、ブーム角θ２とアーム角θ３とバケット角θ４とを示す第２位置データを検出する。

　作業機姿勢検出部９５は、ブーム角センサ９５ａと、アーム角センサ９５ｂと、バケット角センサ９５ｃと、を含む。ブーム角センサ９５ａは、ブーム角θ２を検出する。ブーム角センサ９５ａは、例えばIMUである。ブーム角θ２は、走行体１１の上下方向に対するブーム２１の角度である。アーム角センサ９５ｂは、アーム角θ３を検出する。アーム角θ３は、ブーム２１に対するアーム２２の角度である。アーム角センサ９５ｂは、例えばIMUである。バケット角センサ９５ｃは、バケット角θ４を検出する。バケット角θ４は、アーム２２に対するバケット２３の角度である。バケット角センサ９５ｃは、例えばバケットシリンダ２６のストローク長を検出する。バケットシリンダ２６のストローク長からバケット角θ４が検出される。作業機姿勢検出部９５は、作業機１５の姿勢を示す第２位置データを検出する。

　旋回角度センサ９３は、旋回体１２の走行体１１に対する旋回角θ５を検出する。旋回角度センサ９３は、旋回角θ５を示す旋回角データを検出する。図４（ｂ）は旋回角θ５を説明するための図である。図４（ｂ）に示すように、走行体１１の履帯１１ｂに沿った方向であって、旋回体１２の旋回中心１２ｇを通る直線を第１基準線Ｌ１とする。また、旋回体１２の旋回中心１２ｇを通って旋回体１２の前後方向に沿った直線を旋回線Ｍとする。旋回角θ５は、第１基準線Ｌ１と旋回線Ｍによって形成される角度である。旋回角度センサ９３は、例えば旋回モータ２７に配置されたエンコーダや、スイングマシナリの歯を検出するセンサである。旋回角度センサ９３は、作業機１５の旋回位置を示す第３位置データを検出する。

　検出部４は、第１位置データと第２位置データと第３位置データに基づいて、現在の作業機１５の位置を算出する。

　ここで、作業機１５の全ての位置を算出すると演算量が多くなるため、検出部４は、作業機１５の予め決められた算出点の位置を算出する。図５（ａ）は、作業機１５の予め決められた算出点を説明するための油圧ショベル１の斜視図である。例えば、検出部４によって位置が算出される算出点Ｃ１～Ｃ６が作業機１５に設定されている。算出点Ｃ１～Ｃ６は、作業機１５のうち旋回中心１２ｇから最も外側に位置する可能性が高い部分に設定されている。

　算出点Ｃ１は、アームシリンダ２５のロッド２５ａの先端のアーム２２との接続部分に設定されている。算出点Ｃ２は、バケットシリンダ２６のロッド２６ａの先端のリンク部材２３６との接続部分に設定されている。リンク部材２３６は、図１に示すように、バケット２３とロッド２６ａの先端の間に、それぞれに対して揺動可能に連結されている。

　算出点Ｃ３～Ｃ５はバケット２３に設定されている。図５（ｂ）は、バケット２３の側面図である。図５（ｂ）に示すように、バケット２３は、底面部２３１と、背面部２３２と、一対の側壁部２３３と、ツース２３４と、ブラケット２３５と、を含む。底面部２３１は、湾曲した形状である。背面部２３２は、底面部２３１に繋がっている。一対の側壁部２３３は、底面部２３１と背面部２３２で囲まれた空間の側方を覆う。ツース２３４は、底面部２３１の先端（背面部２３２と反対側の端）に配置されている。ブラケット２３５は、背面部２３２に配置されている。ブラケット２３５には、アーム２２の先端が回動可能に取り付けられる。ブラケット２３５には、バケットシリンダ２６のロッド２６ａの先端と回動可能に連結されたリンク部材２３６（図１参照）が取り付けられる。

　算出点Ｃ３は、ツース２３４の幅方向における左端に設定されている。算出点Ｃ４は、ツース２３４の幅方向における右端に設定されている。バケット２３の開口の縁を形成する側壁部２３３の端（図５（ｂ）における側壁部２３３の上端）を２３３ａとする。一対の側壁部２３３の端２３３ａを含む平面を、バケット掘削面Ｓとする。算出点Ｃ５は、底面部２３１のうちバケット掘削面Ｓからの距離Ａが最も遠い部分の幅方向における左端に設定されている。算出点Ｃ６は、底面部２３１のうちバケット掘削面Ｓからの距離Ａが最も遠い部分の幅方向における右端に設定されている。図５（ｂ）では、算出点Ｃ３と算出点Ｃ４は重なっており、算出点Ｃ５と算出点Ｃ６は重なっている。

　検出部４は、第１位置データ、第２位置データおよび第３位置データから、作業機１５の算出点Ｃ１～Ｃ６の３次元の位置を算出する。

　記憶装置４ｂは、作業機１５の寸法データを記憶している。寸法データは、ブーム２１、アーム２２、およびバケット２３の長さ、厚み、および幅等の形状データである。一例を挙げると、寸法データは、図４（ａ）に示すようなブーム２１の長さＬ１と、アーム２２の長さＬ２と、バケット２３の長さＬ３を含む。詳細には、ブーム２１の長さＬ１は、ブーム２１を旋回体１２に接続するブームピン２８とアーム２２をブーム２１に接続するアームピン２９との間の距離である。アーム２２の長さＬ２は、アームピン２９とバケット２３をアーム２２に接続するバケットピン３０との間の距離である。バケット２３の長さは、バケットピン３０とバケット２３のツース２３４の先端との間の距離である。

　検出部４は、コントローラ３が旋回の動作指示の信号を受信した場合、記憶装置４ｂに記憶されている寸法データと、ピッチ角θ１、ブーム角θ２、アーム角θ３、およびバケット角θ４とに基づいて、作業機１５の算出点Ｃ１～Ｃ６の位置を算出する。検出部４は、算出した算出点Ｃ１～Ｃ６の位置データをコントローラ３に送信する。

　（操作系６）
　図２に示すように、操作系６は、操作装置８１（動作指示部の一例）と、入力装置８２（選択部の一例）と、ディスプレイ８３と、を含む。操作装置８１は、オペレータによって操作可能である。操作装置８１は、例えば、レバー、ペダル、或いはスイッチを含む。操作装置８１は、オペレータによる操作に応じた動作の指示信号をコントローラ３に出力する。コントローラ３は、オペレータによる操作装置８１の操作に応じて、作業機１５を動作させるように、メインバルブ３６を制御する。コントローラ３は、オペレータによる操作装置８１の操作に応じて、旋回体１２を旋回させるように、メインバルブ３６を制御する。コントローラ３は、オペレータによる操作装置８１の操作に応じて、油圧ショベル１を走行させるように、エンジン３１及び動力伝達装置３３を制御する。

　入力装置８２は、オペレータによって操作可能である。入力装置８２は、例えばタッチスクリーンである。ただし、入力装置８２は、ハードウェアキーを含んでもよい。ディスプレイ８３は、例えばLCD、OELD、或いは他の種類のディスプレイである。ディスプレイ８３は、コントローラ３からの表示信号に応じた画面を表示する。

　オペレータは、入力装置８２を操作することで、油圧ショベル１に関する各種の設定を入力する。入力装置８２は、オペレータの操作に応じた入力信号を出力する。

　オペレータは入力装置８２を操作することによって、仮想壁Ｗを設定することができる。仮想壁Ｗは、作業中に作業機１５が進入すること防ぐためにコントローラ３が仮想的に設定する壁である。例えば仮想壁Ｗは進入を防ぐエリアの油圧ショベル１側に設定される。仮想壁Ｗの設定は、オペレータが手動で行ってもよいし、自動で行われてもよい。

　例えば、油圧ショベル１に周辺を撮像する撮像部が設けられ、撮像部による撮像画像がディスプレイ８３に表示される場合、オペレータはディスプレイ８３で周囲の状況を確認し、障害物の手前（油圧ショベル１側）に仮想壁Ｗを手動で設定することができる。オペレータが、ディスプレイ８３上において入力装置８２（例えばタッチスクリーン）で仮想壁Ｗを設置する位置を決定すると、コントローラ３がディスプレイ８３上における位置を実際の位置に変換して仮想壁Ｗを設定する。

　また、油圧ショベル１に障害物を検出するセンサが設けられた場合、センサによって障害物が検出されるとコントローラ３が障害物の手前に仮想壁Ｗを自動で設定することができる。

　図６は仮想壁Ｗの設定の一例を示す図である。図６は、工事現場を示す平面図である。図６には、道路を複数のロードコーン１０１で区切った工事現場が示されている。図６では、片側１車線を封鎖して工事をしている状態を示す。複数のロードコーン１０１は、中央車線に沿って配置されている。ロードコーン１０１を挟んで一方の側では車両が通行し、他方の側では工事が行われている。また、図６では、ダンプトラック１０２が示されており、油圧ショベル１は、土砂を掘削した後、旋回動作してダンプトラック１０に土砂を積み込んでいる。このような場合、例えば、複数のロードコーン１０１に沿って仮想壁Ｗを設定することができる。旋回して仮想壁Wに接近したバケット２３と、ダンプトラック１０２に対向する位置まで旋回したバケット２３が、二点鎖線で示されている。

　また、入力装置８２は、旋回時に作業機１５が仮想壁Ｗに干渉しないように、干渉を回避する干渉回避制御（後述する）を実行するか否かを選択する選択部としても機能する。すなわち、オペレータが、入力装置８２で入力することによって、干渉回避制御を実行するか否かを選択することができる。

　（コントローラ３）
　図２に示すように、コントローラ３は、CPUなどのプロセッサ３ａを含む。プロセッサ３ａは、油圧ショベル１の制御のための処理を行う。コントローラ３は、記憶装置３ｂを含む。記憶装置３ｂは、RAM或いはROMなどのメモリ、及び、HDD（Hard Disk Drive）或いはSSD（Solid State Drive）などの補助記憶装置を含む。記憶装置３ｂは、油圧ショベル１の制御のためのデータ及びプログラムを記憶している。

　コントローラ３は、操作装置８１から動作指示信号を受信する。コントローラ３は、入力装置８２から入力信号を受信する。コントローラ３は、ディスプレイ８３に表示信号を出力する。コントローラ３は、検出部４から算出点Ｃ１～Ｃ６の位置データを受信する。

　コントローラ３は、オペレータが入力装置８２で入力した仮想壁Ｗの設定の入力信号を受信すると、オペレータがディスプレイ８３上で設定した位置を実際の位置に変換して仮想壁Ｗを設定する。

　コントローラ３は、オペレータが入力装置８２で入力した干渉回避制御実行の有・無の選択の入力信号を受信する。

　仮想壁Ｗが設定されている状態において、オペレータが操作装置８１を操作して旋回体１２の旋回の動作指示（旋回指示ともいう）を行った場合、コントローラ３は、検出部４から受信した算出点Ｃ１～Ｃ６の位置データに基づいて、作業機１５が仮想壁Ｗに干渉するか否かを判定する。コントローラ３は、作業機１５が仮想壁Ｗに干渉すると判定した場合、作業機１５の姿勢を変更するよう干渉回避制御を行う。

　コントローラ３は、動作指示に従って旋回体１２を旋回させた場合、作業機１５の算出点Ｃ１～Ｃ６が仮想壁Ｗに干渉するか否かを判定する。

　図７は、油圧ショベル１が仮想壁Ｗに向かって矢印Ａ方向に旋回する状態を示す斜視図である。コントローラ３は、旋回動作指示が入力されると、算出点Ｃ１～Ｃ６の各々から仮想壁Ｗまでの距離を算出し、現在の算出点Ｃ１～Ｃ６の位置から、現状の作業機１５の姿勢で旋回した場合に、算出点Ｃ１～Ｃ６の各々が仮想壁Ｗと交わるか否かを判定する。算出点Ｃ１～Ｃ６のいずれかが仮想壁Ｗと交わった場合は、コントローラ３は、作業機１５が仮想壁Ｗに干渉すると判定する。作業機１５の算出点Ｃ１～Ｃ６のいずれも仮想壁Ｗと交わらない場合は、コントローラ３は、作業機１５が仮想壁Ｗに干渉しないと判定する。図７では、算出点Ｃ１と仮想壁Ｗまでの距離Ｄ１と、算出点Ｃ２と仮想壁Ｗまでの距離Ｄ２と、算出点Ｃ６と仮想壁Ｗまでの距離Ｄ６が示されている。

　コントローラ３は、旋回によって算出点Ｃ１～Ｃ６が仮想壁Ｗに干渉すると判定した場合、算出点Ｃ１～Ｃ６が仮想壁Ｗに干渉しないように作業機１５の姿勢を変更する。コントローラ３は、姿勢制御部として機能する。コントローラ３は、算出点Ｃ１～Ｃ６が仮想壁Ｗよりも旋回中心１２ｇ側に位置するように、ブーム２１、アーム２２およびバケット２３を動作させる。

　コントローラ３は、算出点Ｃ１～Ｃ６が仮想壁Ｗに干渉しないような作業機１５の姿勢を算出する。コントローラ３は、干渉しない作業機１５の姿勢のデータを検出部４に送信し、検出部４が、記憶装置４ｂに記憶されている寸法データに基づいて、干渉しない姿勢になるブーム角θ２、アーム角θ３およびバケット角θ４の変更量を算出する。この変更量のデータが検出部４からコントローラ３に送信され、コントローラ３がＥＰＣ弁６５～７２に駆動信号を送信する。なお、コントローラ３が、ブーム角θ２、アーム角θ３およびバケット角θ４の変更量を算出してもよい。この場合、コントローラ３は走行体姿勢センサ９４から第１位置データを受信し、作業機姿勢検出部９５から第２位置データを受信し、旋回角度センサ９３から第３位置データを受信する。コントローラ３の記憶装置３ｂが上述した寸法データを記憶している。コントローラ３は、寸法データ、並びに第１位置データ、第２位置データおよび第３位置データから、干渉しない姿勢になるブーム角θ２、アーム角θ３およびバケット角θ４の変更量を算出できる。

　図８は、算出点Ｃ１～Ｃ６が仮想壁Ｗに干渉しないように作業機１５の姿勢を変更した状態の油圧ショベル１を示す斜視図である。図８は、作業機１５が仮想壁Ｗに接近した状態を示す図である。図８に示す作業機１５の状態は、図７からブーム２１を旋回フレーム１３に対して上方に揺動し、アーム２２をブーム２１に接近するように内側方向に向かって揺動し、バケット２３をツース２３４が内側に移動する（巻き込む）ように内側方向に向かって揺動する。コントローラ３は、ＥＰＣ弁６５～７２に駆動信号を送信することによって、作業機１５の姿勢を変更することができる。コントローラ３は、ブーム上げＥＰＣ弁６５およびブーム下げＥＰＣ弁６６に操作信号を送信し、ブーム上げＥＰＣ弁６５の開度をブーム下げＥＰＣ弁６６の開度よりも大きく調整する。これにより、ブーム用バルブ６１がブーム上げ位置に移動し、ブームシリンダ２４が伸長してブーム２１が上方に揺動する（矢印Ｅ参照）。コントローラ３は、アーム上げＥＰＣ弁６７およびアーム下げＥＰＣ弁６８に操作信号を送信し、アーム下げＥＰＣ弁６８の開度をアーム上げＥＰＣ弁６７の開度よりも大きく調整する。これにより、アーム用バルブ６２がアーム下げ位置に移動し、アームシリンダ２５が伸長してアーム２２が内側方向に向かって揺動する（矢印Ｆ参照）。コントローラ３は、バケット上げＥＰＣ弁６９とバケット下げＥＰＣ弁７０に駆動信号を送信し、バケット下げＥＰＣ弁７０の開度をバケット上げＥＰＣ弁６９の開度よりも大きく調整する。これにより、バケット用バルブ６３がバケット下げ位置に移動し、バケットシリンダ２６が伸長してバケット２３は、巻き込み方向に向かって揺動する（矢印Ｇ参照）。図８では、算出点Ｃ１と仮想壁Ｗまでの距離Ｄ１と、算出点Ｃ２と仮想壁Ｗまでの距離Ｄ２と、算出点Ｃ６と仮想壁Ｗまでの距離Ｄ６が示されている。なお、コントローラ３は、例えば、ブーム２１の旋回フレーム１３に対する揺動方向を上方とし、アーム２２の揺動方向をブーム２１に接近するような内側方向とし、バケット２３の揺動方向をツース２３４が内側に移動する（巻き込む）ような内側方向に限定して、算出点Ｃ１～Ｃ６が仮想壁Ｗに干渉しない位置を算出してもよい。

　このように、コントローラ３は、算出点Ｃ１～Ｃ６が仮想壁Ｗに干渉しないように、自動的に作業機１５の姿勢を変更することにより、仮想壁Ｗに干渉して停止することなく、継続して旋回動作を行うことができる。図６では、旋回により作業機１５が仮想壁Ｗに接近すると、作業機１５の姿勢が変更される。変更された姿勢の状態で作業機１５は、仮想壁Ｗと干渉することなくダンプトラック１０２に対向する位置まで旋回される（二点鎖線で示されたバケット２３参照）。

　コントローラ３は、操作装置８１からの動作指示を受信すると、動作指示による旋回速度で旋回した場合に、算出点Ｃ１～Ｃ６が仮想壁Ｗに干渉する前に作業機１５の姿勢の変更を終了できるか否かを判定する。コントローラ３は、姿勢の変更が終了できると判定した場合は、ＥＰＣ弁６５～７２に駆動信号を送信して旋回しながら作業機１５の姿勢の変更を行う。コントローラ３は、姿勢の変更が終了できないと判定した場合は、左旋回ＥＰＣ弁７１と右旋回ＥＰＣ弁７２を制御して、旋回用バルブ６４を操作して旋回モータ２７を停止する。

　なお、コントローラ３は、動作指示による旋回速度で旋回した場合に、算出点Ｃ１～Ｃ６が仮想壁Ｗに干渉する前に作業機１５の姿勢の変更を完了できないと判定したときは、姿勢の変更を完了可能な旋回速度に制限してもよい。

　＜動作＞
　次に、本実施の形態の油圧ショベル１の制御動作について説明する。

　図９は、本実施の形態の油圧ショベル１の制御動作を示すフロー図である。

　はじめに、ステップＳ１において、オペレータが入力装置８２を用いて仮想壁Ｗの入力を行うと、コントローラ３がショベル本体２から所定距離に仮想壁Ｗを設定する。

　次に、ステップＳ２において、コントローラ３は、干渉回避制御が選択されているか否かを判定する。オペレータは、干渉回避制御を実行するか否かを入力装置８２によって選択することができる。オペレータによって干渉回避制御を実行すると選択されている場合、制御はステップＳ３に進む。

　オペレータが操作装置８１を操作することによって、旋回体１２に対する旋回指示を入力すると、ステップＳ３において、コントローラ３は、操作装置８１からの旋回指示を受信する。

　次に、ステップＳ４において、コントローラ３は、旋回指示に従って旋回モータ２７を駆動して旋回体１２を旋回する。具体的には、旋回指示が旋回体１２の左方向への旋回指示の場合、コントローラ３は、左旋回ＥＰＣ弁７１および右旋回ＥＰＣ弁７２に操作信号を送信し、左旋回ＥＰＣ弁７１の開度を右旋回ＥＰＣ弁７２の開度よりも大きく調整する。これにより、旋回用バルブ６４が左旋回位置に移動し、作動油が供給されて旋回モータ２７が駆動して旋回体１２が左旋回する。

　次に、ステップＳ５において、検出部４は、記憶装置４ｂに記憶されている寸法データと、ピッチ角θ１、ブーム角θ２、アーム角θ３、およびバケット角θ４とに基づいて、作業機１５の算出点Ｃ１～Ｃ６の位置を算出する。

　次に、ステップＳ６において、コントローラ３は、旋回指示に従って旋回体１２を旋回させた場合に、作業機１５が仮想壁Ｗに干渉するか否かを判定する。上述したように、コントローラ３は、検出部４によって検出された作業機１５の算出点Ｃ１～Ｃ６のいずれかが仮想壁Ｗに干渉するか否かを判定する。

　ステップＳ６において、作業機１５が仮想壁Ｗに干渉すると判定した場合、制御はステップＳ７に進む。

　ステップＳ７において、コントローラ３は、操作装置８１からの旋回指示の旋回速度で旋回体１２を旋回させた場合に、作業機１５が仮想壁Ｗに干渉する前に作業機１５の姿勢の変更が完了可能か否かを判定する。例えば、コントローラ３は、算出点Ｃ１～Ｃ６が仮想壁Ｗに干渉しないような作業機１５の姿勢を算出して、この姿勢のデータを検出部４に送信する。検出部４が、干渉しない姿勢になるようなブーム角θ２、アーム角θ３およびバケット角θ４の変更量を算出し、この変更量のデータをコントローラ３に送信する。コントローラ３は、上述した作業機１５が仮想壁Ｗに干渉しない姿勢になるようなブーム角θ２、アーム角θ３およびバケット角θ４の変更量分のブームシリンダ２４と、アームシリンダ２５と、バケットシリンダ２６の駆動が、作業機１５が仮想壁Ｗに干渉する前に完了するか否かを判定する。なお、コントローラ３の記憶装置３ｂが上述した寸法データを記憶しており、コントローラ３が第１位置データ、第２位置データおよび第３位置データを受信して、ブーム角θ２、アーム角θ３およびバケット角θ４の変更量を算出してもよい。ステップＳ７において、仮想壁Ｗに干渉する前に作業機１５の姿勢の変更が完了可能と判定した場合、制御はステップＳ８に進む。

　ステップＳ８において、コントローラ３は、作業機１５の姿勢の変更を行う。例えば、図７から図８に示すように、コントローラ３は、ブーム２１上げ、アーム２２下げ、およびバケット２３巻き込みの操作を行う。

　このように、旋回しながら作業機１５の姿勢が変更され、作業機１５の姿勢が変更された状態で旋回体１２の旋回が継続される。

　オペレータが操作装置８１を操作することによって、旋回体１２に対する旋回終了指示を入力すると、ステップＳ９において、コントローラ３は、操作装置８１からの旋回終了指示を受信する。

　次にステップＳ１０において、コントローラ３は、旋回モータ２７を停止し、制御が終了する。コントローラ３は、旋回用バルブ６４の弁体が停止位置になるように、左旋回ＥＰＣ弁７１および右旋回ＥＰＣ弁７２に操作信号を送信する。これにより、旋回モータ２７への作動油の供給が停止され、旋回モータ２７が停止する。

　なお、ステップＳ６において、作業機１５が仮想壁Ｗに干渉しないと判定した場合は、現状の作業機１５の姿勢で旋回体１２を旋回させる。そして、コントローラ３は、ステップＳ９において操作装置８１からの旋回終了指示を受信すると、ステップＳ１０において、旋回モータ２７を停止する。

　また、ステップＳ７において、仮想壁Ｗに干渉する前に作業機１５の姿勢の変更が完了できないと判定した場合、制御はステップＳ１１に進む。そして、ステップＳ１１において、コントローラ３は、左旋回ＥＰＣ弁７１および右旋回ＥＰＣ弁７２に操作信号を送信して、旋回モータ２７を停止し、制御が終了する。

　一方、ステップＳ２において、干渉回避制御を実行しない選択が行われている場合、制御はステップＳ１２に進む。

　コントローラ３は、ステップＳ１２において操作装置８１からの旋回指示を受信すると、ステップＳ１３において旋回指示に従って旋回モータ２７を駆動して旋回体１２を旋回する。

　次に、ステップＳ１４において、検出部４は、記憶装置４ｂに記憶されている寸法データと、ピッチ角θ１、ブーム角θ２、アーム角θ３、およびバケット角θ４とに基づいて、作業機１５の算出点Ｃ１～Ｃ６の位置を算出する。

　次に、ステップＳ１５において、コントローラ３は、旋回指示に従って旋回体１２を旋回させた場合に、検出部４で検出された作業機１５の算出点Ｃ１～Ｃ６が仮想壁Ｗに干渉するか否かを判定する。ステップＳ１５において、算出点Ｃ１～Ｃ６が仮想壁Ｗに干渉すると判定した場合、制御はステップＳ１１に進む。そして、ステップＳ１１において、コントローラ３は、左旋回ＥＰＣ弁７１および右旋回ＥＰＣ弁７２に操作信号を送信して、旋回モータ２７を停止する。

　一方、ステップＳ１５において、算出点Ｃ１～Ｃ６が仮想壁Ｗに干渉しないと判定した場合、制御はステップＳ９に進む。コントローラ３は、ステップＳ９において操作装置８１からの旋回終了指示を受信すると、ステップＳ１０において旋回モータ２７を停止し、制御が終了する。

　（特徴等）
　（１）
　本実施形態の油圧ショベル１は、ショベル本体２と、検出部４と、コントローラ３と、を備える。ショベル本体２は、走行体１１と、旋回体１２と、を有する。旋回体１２は、作業機１５を有し、走行体１１に対して旋回可能である。検出部４は、作業機１５の位置を検出する。コントローラ３は、旋回体１２を旋回させた場合、作業機１５の位置に基づいてショベル本体２から所定の位置に設定した仮想壁Ｗに作業機１５が干渉すると判定したとき仮想壁Ｗに干渉しないように作業機１５の姿勢を変更する。

　このように仮想壁Ｗに干渉しないように作業機１５の姿勢を変更することによって、旋回体１２の旋回動作を継続することができる。このため、作業の停止を低減し、円滑に作業を行うことができる。

　（２）
　本実施の形態の油圧ショベル１では、コントローラ３は、旋回体１２を旋回させながら作業機１５の姿勢を変更する。

　これにより、旋回させながら仮想壁Ｗに達するまでに、仮想壁Ｗに干渉しないように作業機の姿勢を変更することができる。

　（３）
　本実施の形態の油圧ショベル１では、コントローラ３は、操作装置８１の入力による旋回体の旋回速度では、作業機１５が仮想壁Ｗに干渉する前に作業機１５の姿勢が変更できないと判定した場合、旋回体１２の旋回を停止する。

　これにより、仮想壁Ｗに達するまでに作業機１５の姿勢の変更が完了しないと判定した場合には、旋回を停止することができる。

　（４）
　本実施の形態の油圧ショベル１では、コントローラ３は、操作装置８１の入力による旋回体の旋回速度では、作業機１５が仮想壁に達するまでに作業機１５の姿勢が変更できないと判定した場合、作業機１５の姿勢が変更可能な旋回速度に、旋回体の旋回速度を制限する。

　これにより、旋回速度を制限して仮想壁Ｗに達するまでに作業機１５の姿勢の変更を完了することができる。

　（５）
　本実施の形態の油圧ショベル１では、ショベル本体２は、入力装置８２を更に備える。入力装置８２は、仮想壁Ｗに干渉しないように作業機１５を動作させる制御を実行するか否かを選択する。入力装置８２によって制御を実行しないと選択した状態において、コントローラ３は、操作装置８１の入力によって旋回体１２を旋回させた場合に作業機１５が仮想壁Ｗに干渉すると判定したとき、旋回体１２の旋回を停止する。

　これにより、作業者が、仮想壁Ｗに干渉しないように作業機１５を動作させる制御を行うか否かを選択することができる。

　（６）
　本実施の形態の油圧ショベル１では、旋回体１２は、作業機１５が取り付けられた旋回フレーム１３を更に有する。作業機１５は、ブーム２１と、アーム２２と、バケット２３と、ブームシリンダ２４と、アームシリンダ２５と、バケットシリンダ２６と、を有する。ブーム２１は、旋回フレーム１３に揺動可能に取り付けられている。アーム２２は、ブーム２１に揺動可能に取り付けられている。バケット２３は、アーム２２に揺動可能に取り付けられている。ブームシリンダ２４は、ブーム２１を揺動する。アームシリンダ２５は、アーム２２を揺動する。バケットシリンダ２６は、バケット２３を揺動する。コントローラ３は、ブームシリンダ２４、アームシリンダ２５、およびバケットシリンダ２６に供給される作動油を調整することによって作業機１５の姿勢を変更する。

　これにより、仮想壁Ｗに干渉しないように作業機１５の姿勢を変更することができる。

　（７）
　本実施の形態の油圧ショベル１では、バケット２３は、湾曲した底面部２３１と、底面部２３１の先端に配置されたツース２３４と、底面部２３１の幅方向の両端に配置された一対の側壁部２３３と、を有する。検出部４は、アームシリンダ２５の先端位置である算出点Ｃ１、バケットシリンダ２６の先端位置である算出点Ｃ２、ツース２３４の幅方向における両端位置である算出点Ｃ３、Ｃ４、および底面部２３１うちバケット掘削面から最も距離が遠い部分（底面部の所定部分の一例）における幅方向の両端位置である算出点Ｃ５、Ｃ６を検出する。コントローラ３は、算出点Ｃ１～Ｃ６が旋回体１２の旋回によって仮想壁Ｗに干渉するか否かによって作業機１５の仮想壁Ｗへの干渉を判定する。

　このように所定の複数の算出点Ｃ１～Ｃ６の位置を検出し、検出した複数の算出点Ｃ１～Ｃ６の各々と仮想壁Ｗとの位置関係によって作業機１５が仮想壁Ｗに干渉するか否かを判定することができる。このため、作業機１５の全ての位置を算出して仮想壁Ｗとの干渉を判定する必要がなく、演算処理を簡易にすることができる。

　（８）
　本実施の形態の油圧ショベル１では、コントローラ３は、検出した複数の算出点Ｃ１～Ｃ６が、仮想壁Ｗに干渉しないように作業機１５の姿勢を変更する。

　これによって、簡易な演算処理によって作業機１５の姿勢を変更することができる。

　（９）
　本実施の形態の油圧ショベル１の制御方法は、走行体１１と、作業機１５を有し、走行体１１に対して旋回可能な旋回体１２と、を備えた油圧ショベル１の制御方法であって、ステップＳ５（位置検出ステップの一例）と、ステップＳ６（判定ステップの一例）と、ステップＳ８（干渉回避ステップの一例）と、を備える。ステップＳ５では、作業機１５の位置を検出する。ステップＳ６では、旋回体１２を旋回させた場合に、ステップＳ５で検出された位置に基づいて、油圧ショベル１から所定の位置に設定した仮想壁Ｗに作業機１５が干渉するか否かを判定する。ステップＳ８では、仮想壁Ｗに作業機１５が干渉すると判定した場合、仮想壁Ｗに干渉しないように作業機１５の姿勢を変更する。

　（他の実施形態）
　以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

　（Ａ）
　上記実施の形態では、旋回体１２を旋回させながら、仮想壁Ｗに干渉しないように作業機１５の姿勢を変更しているが、作業機１５の姿勢を変更してから旋回体１２の旋回を開始させてもよい。

　また、動作指示による旋回速度では、作業機１５が仮想壁Ｗに干渉する前に作業機１５の姿勢の変更ができないと判定した場合、コントローラ３は、作業機１５の姿勢を変更してから旋回体１２の旋回を開始させてもよい。

　（Ｂ）
　上記実施の形態では、作業機１５の算出点Ｃ１～Ｃ６の位置を算出して旋回により仮想壁Ｗに干渉するか判定しているが、算出する位置は算出点Ｃ１～Ｃ６に限られるものでなく、算出点は７点以上であってもよいし、５点以下であってもよい。また、上記実施形態に比べて演算量が増えるが、作業機１５の記憶装置３ｂに記憶されている寸法データとピッチ角θ１、ブーム角θ２、アーム角θ３、およびバケット角θ４とに基づいて、作業機１５全体の位置を求めて最外位置を演算してもよい。検出部４は、作業機１５の最外位置を検出し、コントローラ３が、旋回体１２の旋回で最外位置が仮想壁Ｗに干渉するか否かによって、作業機１５が仮想壁Ｗに干渉するか否かを判定してもよい。

　（Ｃ）
　上記実施の形態では、油圧ショベル１の側方に仮想壁が配置されているが、側方に限らず、油圧ショベル１の前方または後方に仮想壁を配置してもよい。また、油圧ショベル１の側方の一方にのみ仮想壁を配置しているが、双方に配置してもよい。更に、油圧ショベル１を仮想壁で取り囲んでもよい。

　（Ｄ）
　上記実施の形態では、仮想壁Ｗを上下方向に沿って設定しているが、油圧ショベル１の上側に配置してもよい。この場合、上下方向に沿って配置した仮想壁との干渉を回避するためのブーム２１の上方への移動を、上方の仮想壁に干渉しないように抑えることができる。これにより、例えば、電線等との接触を回避しながら旋回を行うことができる。

　（Ｅ）
　上記実施の形態では、アーム２２の先端にアタッチメントの一例としてバケット２３が取り付けられているが、バケット２３に限らなくてもよく、破砕機等が取り付けられてもよい。

　（Ｆ）
　上記実施の形態では、ブーム角センサ９５ａはＩＭＵであるが、これに限らなくてもよく、ブームシリンダ２４のストローク長を検出するセンサであってもよい。アーム角センサ９５ｂはＩＭＵであるが、これに限らなくてもよく、アームシリンダ２５のストローク長を検出するセンサであってもよい。また、バケット角センサ９５ｃは、バケットシリンダ２６のストロークを検出するセンサであるが、これに限らなくてもよく、IMUであってもよい。要するに、ブーム角センサ９５ａとアーム角センサ９５ｂとバケット角センサ９５ｃは、各々の角度を検出できるセンサであればよい。

　（Ｇ）
　上記実施の形態の図２では、コントローラ３と検出部４とを別体として記載しているが、検出部４の機能がコントローラ３内で実現されてもよい。具体的には、走行体姿勢センサ９４、ブーム角センサ９５ａ、アーム角センサ９５ｂおよびバケット角センサ９５ｃからの信号をコントローラ３が受信し、コントローラ３が各センサ信号に基づいて作業機１５の姿勢を検出する態様としてもよい。この場合、検出部４のプロセッサ４ａおよび記憶装置４ｂが設けられていなくてもよい。

　（Ｈ）
　上記実施の形態では、旋回モータ２７は油圧モータであるが、これに限られるものではなく、電動モータであってもよい。

　本開示の作業機械および作業機械の制御方法によれば、仮想壁を設定した場合であっても作業を円滑に行うことが可能な効果を有し、油圧ショベル等として有用である。

１：油圧ショベル
２：ショベル本体
３：コントローラ
４：検出部
１１：走行体
１２：旋回体
１５：作業機
８１：操作装置
Ｗ：仮想壁

Claims

　走行体と、作業機を有し、前記走行体に対して旋回可能な旋回体と、を有する作業機械本体と、
　前記作業機の位置を検出する検出部と、
　前記旋回体を旋回させた場合、前記作業機の位置に基づいて、前記作業機械本体から所定の位置に設定した仮想壁に前記作業機が干渉すると判定したとき、前記仮想壁に干渉しないように前記作業機の姿勢を変更する姿勢制御部と、を備えた、
作業機械。
　前記姿勢制御部は、前記旋回体を旋回させながら前記作業機の前記姿勢を変更する、
請求項１に記載の作業機械。
　前記姿勢制御部は、動作指示部の入力による前記旋回体の旋回速度では、前記作業機が前記仮想壁に干渉する前に前記作業機の姿勢が変更できないと判定した場合、前記旋回体の旋回を停止する、
請求項２に記載の作業機械。
　前記姿勢制御部は、動作指示部の入力による前記旋回体の旋回速度では、前記作業機が前記仮想壁に達するまでに前記作業機の姿勢が変更できないと判定した場合、前記作業機の姿勢が変更可能な旋回速度に、前記旋回体の旋回速度を制限する、
請求項２に記載の作業機械。
　前記作業機械本体は、前記仮想壁に干渉しないように前記作業機を動作させる制御を実行するか否かを選択する選択部を更に備え、
　前記選択部によって前記制御を実行しないと選択した状態において、前記姿勢制御部は、動作指示部の入力によって前記旋回体を旋回させた場合に前記作業機が前記仮想壁に干渉すると判定したとき、前記旋回体の旋回を停止する、
請求項１に記載の作業機械。
　前記検出部は、前記作業機の最外位置を検出し、
　前記姿勢制御部は、前記旋回体を旋回させた場合に前記最外位置が前記仮想壁に干渉するか否かによって前記作業機の前記仮想壁への干渉を判定する、
請求項１に記載の作業機械。
　前記旋回体は、前記作業機が取り付けられたフレーム部を更に有し、
　前記作業機は、
　前記フレーム部に揺動可能に取り付けられたブームと、
　前記ブームに揺動可能に取り付けられたアームと、
　前記アームに揺動可能に取り付けられたアタッチメントと、
　前記ブームを揺動する第１シリンダと、
　前記アームを揺動する第２シリンダと、
　前記アタッチメントを揺動する第３シリンダと、を有し、
　前記姿勢制御部は、前記第１シリンダ、前記第２シリンダ、および前記第３シリンダに供給される作動油を調整することによって前記作業機の姿勢を変更する、
請求項１に記載の作業機械。
　前記アタッチメントは、バケットであり、
　前記バケットは、湾曲した底面部と、前記底面部の先端に配置されたツースと、前記底面部の幅方向の両端に配置された一対の側壁部と、を有し、
　前記検出部は、前記第２シリンダの先端位置、前記第３シリンダの先端位置、前記ツースの幅方向における両端位置、および前記底面部の所定部分における幅方向の両端位置を検出し、
　前記姿勢制御部は、検出した複数の前記位置が前記旋回体の旋回によって前記仮想壁に干渉するか否かによって前記作業機の前記仮想壁への干渉を判定する、
請求項７に記載の作業機械。
　前記姿勢制御部は、検出した複数の前記位置が、前記仮想壁に干渉しないように前記作業機の姿勢を変更する、
請求項８に記載の作業機械。
　走行体と、作業機を有し、前記走行体に対して旋回可能な旋回体と、を備えた作業機械の制御方法であって、
　前記作業機の位置を検出する位置検出ステップと、
　前記旋回体を旋回させた場合に、前記位置検出ステップによる検出に基づいて、前記作業機械から所定の位置に設定した仮想壁に前記作業機が干渉するか否かを判定する判定ステップと、
　前記仮想壁に前記作業機が干渉すると判定した場合、前記仮想壁に干渉しないように前記作業機の姿勢を変更する干渉回避ステップと、を備える、
作業機械の制御方法。