特許 7396417 ウインチ制御装置及びこれを備えたクレーン

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-12-04

(45)【発行日】2023-12-12

(54)【発明の名称】ウインチ制御装置及びこれを備えたクレーン

(51)【国際特許分類】

   B66D 1/44 20060101AFI20231205BHJP

   B66D 5/26 20060101ALI20231205BHJP

   F16D 65/28 20060101ALI20231205BHJP

【ＦＩ】

B66D1/44 J

B66D1/44 K

B66D5/26 B

F16D65/28

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2022146265

(22)【出願日】2022-09-14

【審査請求日】2023-08-04

(73)【特許権者】

【識別番号】000246273

【氏名又は名称】コベルコ建機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100115381

【弁理士】

【氏名又は名称】小谷 昌崇

(74)【代理人】

【識別番号】100214961

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 洋三

(72)【発明者】

【氏名】岸 拓朗

【審査官】今野 聖一

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１３－１１６８１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０４３８２４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６６Ｄ １／００ － ５／３４

Ｆ１６Ｄ ４９／００ － ７１／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ロープが巻かれるウインチドラムと、
前記ウインチドラムを駆動するウインチモータと、
前記ウインチドラムをロープ巻き取り方向に回転させるための巻き取り操作が与えられるウインチ操作部材と、
ブレーキ操作が与えられるブレーキ操作部材と、
前記ウインチドラムに対するブレーキ力を発生させることが可能なブレーキ装置と、
前記ウインチモータの駆動力を前記ウインチドラムに伝えることが可能な連結モードと前記ロープの張力により前記ウインチドラムから前記ロープを繰り出すことが可能なフリーモードとの間で前記ブレーキ装置のモードを切り替えるモード切替弁と、
前記フリーモードにおいて前記ブレーキ力を調節するための２次圧を出力するブレーキ力調節器と、
コントローラと、を備え、
前記コントローラは、前記フリーモードにおいて前記ウインチ操作部材に前記巻き取り操作が与えられた場合、前記モード切替弁を制御して前記ブレーキ装置のモードを前記フリーモードから前記連結モードに切り替える第１制御と、前記第１制御の後に前記ウインチ操作部材が中立位置に戻された場合、前記ブレーキ力調節器の前記２次圧を前記ブレーキ操作の操作量に対応する操作量対応圧力よりも大きな値である設定圧力に調節するための設定圧力指令を前記ブレーキ力調節器に入力した状態で前記モード切替弁を制御して前記ブレーキ装置のモードを前記連結モードから前記フリーモードに切り替える第２制御と、前記第２制御の後に、前記ブレーキ力調節器の前記２次圧を前記操作量対応圧力に調節するための対応圧力指令を前記ブレーキ力調節器に入力する第３制御と、を行うウインチ制御装置。

【請求項2】

前記対応圧力指令は、前記ブレーキ力調節器の前記２次圧が前記設定圧力から前記操作量対応圧力に所定の時間をかけて減少するような指令である、請求項１に記載のウインチ制御装置。

【請求項3】

前記対応圧力指令は、前記ブレーキ力調節器の前記２次圧が前記設定圧力から前記操作量対応圧力に段階的に減少するような指令である、請求項１に記載のウインチ制御装置。

【請求項4】

前記コントローラは、前記ブレーキ装置のモードを前記連結モードから前記フリーモードに切り替えるためのフリーモード切替指令を前記第２制御において前記モード切替弁に入力した時点から予め設定された待機時間が経過した後に、前記第３制御において前記対応圧力指令を前記ブレーキ力調節器に入力する、請求項１に記載のウインチ制御装置。

【請求項5】

前記コントローラは、前記第１制御における前記フリーモードから前記連結モードへの前記ブレーキ装置のモードの切り替えと同時に又は前記ブレーキ装置のモードの切り替えの直後に、前記設定圧力指令を前記ブレーキ力調節器に入力する、請求項１に記載のウインチ制御装置。

【請求項6】

前記設定圧力は、前記ブレーキ力調節器の前記２次圧の最大値である、請求項１に記載のウインチ制御装置。

【請求項7】

前記設定圧力は、前記操作量対応圧力と前記ブレーキ力調節器の前記２次圧の最大値との間の中間値である、請求項１に記載のウインチ制御装置。

【請求項8】

機体と、
前記機体に取り付けられた作業装置と、
請求項１～７の何れか１項に記載のウインチ制御装置と、を備えるクレーン。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、ウインチ制御装置及びこれを備えたクレーンに関する。

【背景技術】

【0002】

一般に、クレーンは、下部体と、下部体に旋回可能に支持された上部旋回体と、上部旋回体に取り付けられたブームを含む作業装置と、作業装置の先端からロープを介して吊り下げられたフックと、ロープが巻かれるウインチドラムと、を備える。このようなクレーンは、ウインチドラムへのロープの巻き取り及びウインチドラムからのロープの繰り出しを制御するウインチ制御装置を備える（例えば特許文献１）。

【0003】

このウインチ制御装置は、ウインチドラムを駆動するウインチモータと、ブレーキ装置（クラッチ）と、モード切替弁（状態切替弁）と、を備える。ブレーキ装置は、ウインチモータとウインチドラムとの連結の状態（連結の度合い）を調節する。モード切替弁は、ウインチモータの駆動力をウインチドラムに伝えることが可能な連結モードと、ロープの張力によりウインチドラムからロープを繰り出すことが可能なフリーモードと、の間でブレーキ装置のモードを切り替える。連結モードでは、ウインチモータの駆動力により、ウインチドラムへのロープの巻き取り又はウインチドラムからのロープの繰り出しが行われる。フリーモードでは、ブレーキ操作ペダルに与えられるブレーキ操作の操作量に応じて前記連結の度合いが変わり、これにより、ウインチドラムの回転に対するブレーキ力がブレーキ操作の操作量に応じた大きさとなる。フリーモードでは、ブレーキ操作の操作量がゼロ又は小さいときには、フックの重量（又はフックと吊り荷の重量）によってフック（又はフックと吊り荷）が自由落下することが許容される。

【0004】

クレーンを操作する作業は、例えば、ウインチドラムに対するロープの巻き取り又は繰り出しを行うことでフックに吊り下げた吊り荷を昇降させる吊り荷作業、フックに吊り下げた吊り荷を移動させる移動作業、などを含む。このクレーンを操作する作業において、オペレータは、ブレーキ装置のモードを作業内容に応じて連結モード又はフリーモードに切り替えるためのモード切替操作を行う。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０１９－０５５８８０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ところで、上記のようなブレーキ装置のモードの切り替えがコントローラによって自動的に行われることは、オペレータが煩雑なモード切替操作を行わなくてもよいので、好ましい。具体的には、ブレーキ装置のモードがフリーモードに設定されているときにオペレータがウインチ操作レバーに対して巻き取り操作を与えた場合、コントローラがブレーキ装置のモードをフリーモードから連結モードに自動的に切り替えるように構成され、前記巻き取り操作が終了し、オペレータが操作レバーを中立位置に戻した場合、コントローラがブレーキ装置のモードを連結モードからフリーモードに自動的に戻すように構成されていることが好ましい。

【0007】

しかしながら、ブレーキ操作装置がいわゆる電気ペダル方式を採用する場合には、コントローラがブレーキ装置のモードを連結モードからフリーモードに自動的に戻したときに、ウインチドラムに対する実際のブレーキ力がブレーキ操作の操作量に応じたブレーキ力よりも瞬間的に小さくなるという問題がある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本開示は、コントローラがブレーキ装置のモードを連結モードからフリーモードに自動的に戻したときに、ウインチドラムに対する実際のブレーキ力がブレーキ操作の操作量に応じたブレーキ力よりも瞬間的に小さくなることを抑制できるウインチ制御装置及びこれを備えたクレーンを提供することを目的とする。

【0009】

提供されるウインチ制御装置は、ロープが巻かれるウインチドラムと、前記ウインチドラムを駆動するウインチモータと、前記ウインチドラムをロープ巻き取り方向に回転させるための巻き取り操作が与えられるウインチ操作部材と、ブレーキ操作が与えられるブレーキ操作部材と、前記ウインチドラムに対するブレーキ力を発生させることが可能なブレーキ装置と、前記ウインチモータの駆動力を前記ウインチドラムに伝えることが可能な連結モードと前記ロープの張力により前記ウインチドラムから前記ロープを繰り出すことが可能なフリーモードとの間で前記ブレーキ装置のモードを切り替えるモード切替弁と、前記フリーモードにおいて前記ブレーキ力を調節するための２次圧を出力するブレーキ力調節器と、コントローラと、を備え、前記コントローラは、前記フリーモードにおいて前記ウインチ操作部材に前記巻き取り操作が与えられた場合、前記モード切替弁を制御して前記ブレーキ装置のモードを前記フリーモードから前記連結モードに切り替える第１制御と、前記第１制御の後に前記ウインチ操作部材が中立位置に戻された場合、前記ブレーキ力調節器の前記２次圧を前記ブレーキ操作の操作量に対応する操作量対応圧力よりも大きな値である設定圧力に調節するための設定圧力指令を前記ブレーキ力調節器に入力した状態で前記モード切替弁を制御して前記ブレーキ装置のモードを前記連結モードから前記フリーモードに切り替える第２制御と、前記第２制御の後に、前記ブレーキ力調節器の前記２次圧を前記操作量対応圧力に調節するための対応圧力指令を前記ブレーキ力調節器に入力する第３制御と、を行う。

【0010】

このウインチ制御装置では、第１制御の後にウインチ操作部材が中立位置に戻された場合、コントローラは、設定圧力指令をブレーキ調節器に入力した状態でブレーキ装置のモードを連結モードからフリーモードに切り替えるので、連結モードからフリーモードへの切り替え時に、ウインチドラムに対する実際のブレーキ力がブレーキ操作の操作量に応じたブレーキ力（操作量対応ブレーキ力）よりも瞬間的に小さくなることを抑制できる。

【0011】

前記対応圧力指令は、前記ブレーキ力調節器の前記２次圧が前記設定圧力から前記操作量対応圧力に所定の時間をかけて減少するような指令であることが好ましい。この構成では、ブレーキ力調節器の２次圧が設定圧力から操作量対応圧力に所定の時間をかけて減少するので、連結モードからフリーモードへの切り替え時に実際のブレーキ力が操作量対応ブレーキ力よりも小さくなることがより効果的に抑制される。

【0012】

前記対応圧力指令は、前記ブレーキ力調節器の前記２次圧が前記設定圧力から前記操作量対応圧力に段階的に減少するような指令であってもよい。この構成では、ブレーキ力調節器の２次圧が設定圧力から操作量対応圧力に段階的に減少するので、連結モードからフリーモードへの切り替え時に実際のブレーキ力が操作量対応ブレーキ力よりも小さくなることがより効果的に抑制される。

【0013】

前記コントローラは、前記ブレーキ装置のモードを前記連結モードから前記フリーモードに切り替えるためのフリーモード切替指令を前記第２制御において前記モード切替弁に入力した時点から予め設定された待機時間が経過した後に、前記第３制御において前記対応圧力指令を前記ブレーキ力調節器に入力することが好ましい。この構成では、フリーモード切替指令がモード切替弁に入力された時点から前記待機時間が経過した後に対応圧力指令がブレーキ力調節器に入力される。従って、フリーモード切替指令に対するモード切替弁の応答性があまりよくない場合、すなわち、フリーモード切替指令がモード切替弁に入力された時点からブレーキ装置のモードが実際にフリーモードに切り替わるまでに多少の時間を要する場合であっても、ブレーキ装置のモードが実際にフリーモードに切り替わる前に第３制御が行われることを回避できる。これにより、フリーモード切替指令に対するモード切替弁の応答性があまりよくない場合であっても、連結モードからフリーモードへの切り替え時に実際のブレーキ力が操作量対応ブレーキ力よりも小さくなることが抑制される。

【0014】

前記コントローラは、前記第１制御における前記フリーモードから前記連結モードへの前記ブレーキ装置のモードの切り替えと同時に又は前記ブレーキ装置のモードの切り替えの直後に、前記設定圧力指令を前記ブレーキ力調節器に入力することが好ましい。この構成では、第１制御の完了と同時又は第１制御の完了直後に設定圧力指令がブレーキ力調節器に入力されるので、第２制御が行われる前の十分な時間的余裕がある段階で、ブレーキ力調節器は、設定圧力指令が入力された状態になり、この状態で待機することができる。これにより、連結モードからフリーモードへの切り替え時に実際のブレーキ力が操作量対応ブレーキ力よりも小さくなることがより確実に抑制される。

【0015】

前記設定圧力は、前記ブレーキ力調節器の前記２次圧の最大値であってもよい。

【0016】

前記設定圧力は、前記操作量対応圧力と前記ブレーキ力調節器の前記２次圧の最大値との間の中間値であってもよい。

【0017】

提供されるクレーンは、機体と、前記機体に取り付けられた作業装置と、上述したウインチ制御装置と、を備える。このクレーンでは、連結モードからフリーモードへの切り替え時に、ウインチドラムに対する実際のブレーキ力が操作量対応ブレーキ力よりも瞬間的に小さくなることを抑制できる。

【発明の効果】

【0018】

本開示によれば、コントローラがブレーキ装置のモードを連結モードからフリーモードに自動的に戻したときに、ウインチドラムに対する実際のブレーキ力がブレーキ操作の操作量に応じたブレーキ力よりも瞬間的に小さくなることを抑制できるウインチ制御装置及びこれを備えたクレーンが提供される。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本開示の実施形態に係るウインチ制御装置を備えたクレーンを示す側面図である。

【図2】前記ウインチ制御装置の油圧回路及びコントローラを示す図である。

【図3】前記コントローラが行うアンダーシュート抑制制御を示すグラフである。

【図4】前記コントローラによる演算処理の一例を示すフローチャートである。

【図5】前記コントローラが行うアンダーシュート抑制制御の変形例１を示すグラフである。

【図6】前記コントローラが行うアンダーシュート抑制制御の変形例２を示すグラフである。

【図7】前記コントローラが行うアンダーシュート抑制制御の変形例３を示すグラフである。

【図8】前記コントローラによる演算処理の一例を示すフローチャートである。

【図9】前記コントローラが行うアンダーシュート抑制制御の変形例４を示すグラフである。

【図10】前記コントローラが行うアンダーシュート抑制制御の変形例５を示すグラフである。

【図11】参考例に係るコントローラが行う制御の一例を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、図面に基づいて、本開示の実施形態について詳細に説明する。

【0021】

図１は、本開示の実施形態に係るクレーン１００を示す側面図である。図１に示すように、クレーン１００は、自走可能な下部走行体１０１と、下部走行体１０１上に軸回りに旋回可能に支持された上部旋回体１０３と、上部旋回体１０３に取り付けられた作業装置と、作業装置の先端からロープＲを介して吊り下げられたフック１０５と、上部旋回体１０３に取り付けられたガントリ１０７と、ウインチドラム１１と、を備える。上部旋回体１０３は、機体の一例である。図１に示すクレーン１００では作業装置がブーム１０４により構成されるが、作業装置は、ブーム１０４と、ブーム１０４の先端に取り付けられる図略のジブと、を含んでいてもよい。また、クレーン１００は、ガントリ１０７に代えて図略のマストを備えたものであってもよい。

【0022】

ウインチドラム１１にはフック１０５に繋がるロープＲが巻かれている。ロープＲは、ウインチドラム１１から繰り出されて作業装置の先端を経由し、その作業装置の先端から垂れ下がるように配置されてフック１０５を支持している。フック１０５には吊り荷１０６が吊り下げられる。ウインチドラム１１は、ロープ巻き取り方向に回転することによりロープＲを巻き取り、ロープ繰り出し方向に回転することによりロープＲを繰り出す。ウインチドラム１１は、ロープＲを巻き取り又は繰り出すことにより、フック１０５に吊り下げた吊り荷１０６を昇降させる吊り荷作業を行わせる。ウインチドラム１１は、その回転軸と上部旋回体１０３の幅方向とが一致するように配置されている。本実施形態では、ウインチドラム１１は、上部旋回体１０３に支持されているが、ブーム１０４に支持されていてもよい。

【0023】

図２に示すように、クレーン１００は、メインポンプ２１と、ウインチモータ２３と、ウインチ制御弁２４と、ウインチ操作装置２５と、減速機２８と、をさらに備える。

【0024】

メインポンプ２１は、例えばエンジンなどの駆動源（図示省略）により駆動されることにより作動油を吐出する。

【0025】

ウインチモータ２３は、ウインチドラム１１を回転駆動するための油圧モータである。ウインチモータ２３は、メインポンプ２１から作動油の供給を受けて回転する。具体的には、ウインチモータ２３は、巻き取りポート２３ａ及び繰り出しポート２３ｂを有し、これらの一方のポートへの作動油の供給を受けることにより当該一方のポートに対応する方向に回転するとともに他方のポートから作動油を排出するように作動する。

【0026】

ウインチ制御弁２４は、メインポンプ２１とウインチモータ２３との間に介在し、ウインチモータ２３を駆動するための作動油をメインポンプ２１からウインチモータ２３の巻き取りポート２３ａ及び繰り出しポート２３ｂの一方に択一的に導いて当該ウインチモータ２３に供給される作動油の方向を制御するとともに、ウインチモータ２３に供給される作動油の流量を制御する。ウインチ制御弁２４は、巻き取りパイロットポート２４ａ及び繰り出しパイロットポート２４ｂを有する。

【0027】

ウインチ操作装置２５は、ウインチ操作レバー２５ａと、リモコン弁２５ｂと、を有する。ウインチ操作レバー２５ａは、オペレータによってウインチ操作レバー２５ａに与えられるウインチ操作に応じた向きに回動する。ウインチ操作は、巻き取り操作と、繰り出し操作と、を含む。巻き取り操作は、ウインチドラム１１をロープ巻き取り方向に回転させるための操作、すなわち、ウインチドラム１１にロープＲを巻き取らせるための操作である。繰り出し操作は、ウインチドラム１１をロープ繰り出し方向に回転させるための操作、すなわち、ウインチドラム１１からロープＲを繰り出させるための操作である。ウインチ操作レバー２５ａは、ウインチ操作部材の一例である。

【0028】

リモコン弁２５ｂは、図示されていないパイロットポンプに接続される入口ポートと、一対の出口ポートと、を有する。一方の出口ポートは、パイロットライン４１を介してウインチ制御弁２４の巻き取りパイロットポート２４ａに接続されている。他方の出口ポートは、パイロットライン４２を介してウインチ制御弁２４の繰り出しパイロットポート２４ｂに接続されている。リモコン弁２５ｂは、ウインチ操作レバー２５ａに与えられるウインチ操作の大きさに対応した２次圧（パイロット圧）を、巻き取りパイロットポート２４ａ及び繰り出しパイロットポート２４ｂのうち、ウインチ操作の向きに対応するパイロットポートに対して入力する。なお、前記パイロットポンプは、後述するコントロールポンプ２２であってもよく、コントロールポンプ２２とは別のポンプであってもよい。

【0029】

ウインチ制御弁２４は、巻き取りパイロットポート２４ａ及び繰り出しパイロットポート２４ｂの何れにもパイロット圧が入力されないときは中立位置（図２の中央位置）に保持される。この中立位置では、メインポンプ２１とウインチモータ２３との間が遮断されてセンターバイパスラインが開通することによりメインポンプ２１からの作動油がセンターバイパスラインを通じてそのままタンク２７に戻る。

【0030】

ウインチ制御弁２４は、巻き取りパイロットポート２４ａに一定以上のパイロット圧が入力されるとそのパイロット圧の大きさに対応したストロークで前記中立位置から巻き取り駆動位置（図２の上側位置）にシフトする。この巻き取り駆動位置では、メインポンプ２１からの作動油が前記ストロークに対応した流量でウインチモータ２３の巻き取りポート２３ａに供給されるとともに、繰り出しポート２３ｂから作動油が排出される。これにより、ウインチモータ２３が巻き取り方向に回転する。排出された作動油はタンク２７に戻る。後述する連結モードにおいて、ウインチモータ２３が巻き取り方向に回転すると、ウインチドラム１１がロープ巻き取り方向に回転する。

【0031】

ウインチ制御弁２４は、繰り出しパイロットポート２４ｂに一定以上のパイロット圧が入力されるとそのパイロット圧の大きさに対応したストロークで前記中立位置から繰り出し駆動位置（図２の下側位置）にシフトする。この繰り出し駆動位置では、メインポンプ２１からの作動油が前記ストロークに対応した流量でウインチモータ２３の繰り出しポート２３ｂに供給されるとともに、巻き取りポート２３ａから作動油が排出される。これにより、ウインチモータ２３が繰り出し方向に回転する。排出された作動油はタンク２７に戻る。後述する連結モードにおいて、ウインチモータ２３が繰り出し方向に回転すると、ウインチドラム１１がロープ繰り出し方向に回転する。

【0032】

減速機２８は、ウインチモータ２３とウインチドラム１１との間に介在し、回転速度を減速させながらウインチモータ２３の駆動力をウインチドラム１１に伝達する。減速機２８は、例えば遊星歯車機構によって構成されている。減速機２８のキャリア軸には、後述するブレーキ装置６におけるプレート６ｅが接続されている。

【0033】

図２に示すように、クレーン１００は、コントロールポンプ２２と、ブレーキ装置６（クラッチ装置）と、ブレーキ操作装置７と、モード切替弁１と、電磁比例弁２（電磁比例減圧弁）と、緊急ブレーキ切替弁３と、圧力センサ５と、リリーフ弁９と、コントローラ４と、をさらに備える。

【0034】

コントロールポンプ２２は、例えばエンジンなどの前記駆動源により駆動されることにより作動油を吐出する。

【0035】

ブレーキ装置６は、ウインチドラム１１に対するブレーキ力を発生させることが可能なように構成されている。具体的には、ブレーキ装置６は、コントロールポンプ２２から吐出される作動油の圧力を利用してウインチドラム１１に対するブレーキ力を発生させることが可能なように構成されている。

【0036】

ブレーキ装置６は、ウインチモータ２３の駆動力がウインチドラム１１に伝達されるクラッチオン状態と、ウインチドラム１１がウインチモータ２３から切り離されてウインチドラム１１の自由回転を許容するクラッチオフ状態との間で切り替え動作可能に構成されている。ブレーキ装置６のモードは、ウインチモータ２３の駆動力をウインチドラム１１に伝えることが可能な連結モードと、ロープＲの張力によりウインチドラム１１からロープＲを繰り出すことが可能なフリーモードと、の間で切り替わることが可能である。

【0037】

ブレーキ装置６は、ピストン６ａと、バネ６ｄと、複数のプレート６ｅと、これらを収容するユニットケース６ｆと、を有する。複数のプレート６ｅは、例えば冷却油に浸された複数の摩擦板（複数のブレーキディスク）である。ユニットケース６ｆ内は、ポジティブクラッチ室６ｂと、ネガティブクラッチ室６ｃと、複数のプレート６ｅが配置されたプレート室と、に区画されている。ピストン６ａは、その軸方向にユニットケース６ｆに対して変位することが可能である。前記軸方向は、ピストン６ａが複数のプレート６ｅに近づく方向又はピストン６ａが複数のプレート６ｅから遠ざかる方向である。

【0038】

ピストン６ａが前記軸方向に移動することにより、ブレーキ装置６の状態が、前記クラッチオン状態（ブレーキがかかる状態）と、前記クラッチオフ状態（ブレーキが解除される状態）と、の間で切り替わる。

【0039】

具体的には、ピストン６ａは、複数のプレート６ｅに近づく方向に移動することにより、隣り合うプレート６ｅ同士が接するように複数のプレート６ｅに押圧力を加える。その結果、ブレーキ装置６の状態がクラッチオン状態となる、すなわち、ブレーキ装置６のモードが連結モードになる。一方、ピストン６ａが複数のプレート６ｅから遠ざかる方向に移動することにより、隣り合うプレート６ｅが離間する。その結果、ブレーキ装置６の状態がクラッチオフ状態となる。バネ６ｄは、ブレーキ装置６の状態がクラッチオン状態になる方向、すなわちピストン６ａが複数のプレート６ｅに近づく方向にピストン６ａを付勢する。

【0040】

本実施形態では、ポジティブクラッチ室６ｂの圧力とネガティブクラッチ室６ｃの圧力とが同じ場合には、バネ６ｄの付勢力によりブレーキ装置６の状態がクラッチオン状態になる。一方、ネガティブクラッチ室６ｃの圧力がポジティブクラッチ室６ｂの圧力よりも大きくなり、かつ、これらの差圧に起因して発生する力（すなわちピストン６ａを複数のプレート６ｅから遠ざける方向の力）がバネ６ｄの付勢力よりも大きくなると、ブレーキ装置６の状態がクラッチオフ状態になる。

【0041】

図２に示すように、ブレーキ装置６は、隣り合うプレート６ｅの間に生じる摩擦に起因するプレート６ｅの焼き付きを防止するために、前記プレート室に冷却油が供給されるように構成されている。

【0042】

ブレーキ操作装置７は、いわゆる電気ペダル方式を採用する操作装置である。電気ペダル方式のブレーキ操作装置７は、ブレーキ操作ペダル７ａ（フットペダル）と、操作量センサ７ｂと、を有する。ブレーキ操作ペダル７ａには、ウインチドラム１１に対するブレーキ力を調節するためのブレーキ操作がオペレータによって与えられる。ブレーキ操作ペダル７ａに対してオペレータによるブレーキ操作（ペダル操作）が与えられると、操作量センサ７ｂは、当該ペダル操作の操作量を検出し、検出した操作量に応じた検出信号であるブレーキ検出信号をコントローラ４に入力する。ブレーキ操作ペダル７ａは、ブレーキ操作部材の一例である。

【0043】

モード切替弁１は、コントロールポンプ２２とブレーキ装置６との間に介在する。モード切替弁１は、ブレーキ装置６のモードを連結モードとフリーモードとの間で切り替えるための切替弁である。言い換えると、モード切替弁１は、ブレーキ装置６のモードを連結モードとフリーモードの何れかに設定するための切替弁である。モード切替弁１は、コントローラ４から連結モード切替指令が入力されると、ブレーキ装置６のモードがフリーモードから連結モードに切り替わるように作動する。モード切替弁１は、コントローラ４からフリーモード切替指令が入力されると、ブレーキ装置６のモードが連結モードからフリーモードに切り替わるように作動する。

【0044】

具体的には、本実施形態では、図２に示すように、モード切替弁１は、コントロールポンプ２２とブレーキ装置６が電磁比例弁２を介して接続される第１状態（図２の右側位置）と、コントロールポンプ２２とブレーキ装置６が電磁比例弁２を迂回して（電磁比例弁２を介さずに）接続される第２状態（図２の左側位置）と、の間で切り替わる。モード切替弁１の状態が第１状態であるときには、コントロールポンプ２２、電磁比例弁２、モード切替弁１、及びブレーキ装置６がこの順に接続される。モード切替弁１の状態が第２状態であるときには、コントロールポンプ２２、モード切替弁１、及びブレーキ装置６がこの順に接続される。モード切替弁１の状態が第２状態であるときには、コントロールポンプ２２とモード切替弁１との間に電磁比例弁２が介在しない。

【0045】

モード切替弁１は、コントローラ４からの連結モード切替指令又はフリーモード切替指令に応じて、第１状態と第２状態とを切り替えることが可能な電磁切替弁である。具体的には、本実施形態では、モード切替弁１のソレノイドが非励磁状態であるときには、モード切替弁１の状態は第２状態（図２の左側位置）となり、モード切替弁１のソレノイドが励磁状態であるときには、モード切替弁１の状態は第１状態（図２の右側位置）となる。

【0046】

電磁比例弁２は、モード切替弁１の状態が第１状態のとき、すなわち、ブレーキ装置６のモードがフリーモードであるときに、ウインチドラム１１に対するブレーキ力を調節するための２次圧をコントローラ４からの指令に応じて出力する。電磁比例弁２から出力された２次圧はモード切替弁１を介してブレーキ装置６のポジティブクラッチ室６ｂに供給され、これにより、ウインチドラム１１に対するブレーキ力が調節される。具体的には、後述するアンダーシュート抑制制御ではない通常の制御では、コントローラ４は、ブレーキ装置６のモードがフリーモードであるときに、ブレーキ操作（ペダル操作）の操作量に応じたブレーキ指令である対応圧力指令を電磁比例弁２に入力し、電磁比例弁２は、対応圧力指令に応じた２次圧、すなわち、ブレーキ操作の操作量に応じた操作量対応圧力を出力する。コントローラ４は、アンダーシュート抑制制御では前記通常の制御とは異なる指令（後述する設定圧力指令）を電磁比例弁２に出力する。アンダーシュート抑制制御の詳細については後述する。電磁比例弁２は、本開示におけるブレーキ力調節器の一例である。

【0047】

緊急ブレーキ切替弁３は、コントロールポンプ２２からの作動油がネガティブクラッチ室６ｃに供給されることを許容する供給位置（図２の右側位置）と、ネガティブクラッチ室６ｃ内の作動油がネガティブクラッチ室６ｃからタンク２７に排出されることを許容する排出位置（図２の左側位置）との間で切り替わることが可能なように構成されている。本実施形態では、緊急ブレーキ切替弁３は、電磁弁（電磁切替弁）によって構成されている。本実施形態では、緊急ブレーキ切替弁３のソレノイドは通常時には図２に示すように励磁状態であり、緊急ブレーキ切替弁３のスプールは供給位置にセットされている。モード切替弁１の状態が第１状態（ソレノイドが励磁状態）のときに、例えば断線などの故障が発生して電磁比例弁２の２次圧が低下した場合、コントローラ４は、緊急ブレーキ切替弁３を非励磁の状態に切り替える。これにより、緊急ブレーキ切替弁３のスプールは、供給位置から排出位置に切り替わり、ネガティブクラッチ室６ｃはタンク２７に接続される。その結果、ウインチドラム１１に対するブレーキ力が発生した状態、すなわちウインチドラム１１に対するブレーキがかかった状態となる。

【0048】

モード切替弁１の状態が第２状態（ソレノイドが非励磁状態）であるときには、ポジティブクラッチ室６ｂ及びネガティブクラッチ室６ｃの両方にコントロールポンプ２２の吐出圧であるポンプ圧に対応する圧力が供給されるので、バネ６ｄの付勢力によりブレーキ装置６の状態がクラッチオン状態になり、ブレーキ装置６のモードが連結モードになる。この連結モードでは、ウインチドラム１１に対するブレーキ力が常に発生した状態、すなわちウインチドラム１１に対するブレーキがかかった状態（クラッチオン状態）となる。このクラッチオン状態では、ウインチモータ２３の駆動力がウインチドラム１１に伝達される。従って、ウインチ操作レバー２５ａに与えられるオペレータによるウインチ操作（巻き取り操作又は繰り出し操作）に応じて、ウインチドラム１１がウインチモータ２３の駆動力により回転し、ロープＲの巻き取り又は繰り出しが行われる。

【0049】

モード切替弁１の状態が第１状態（ソレノイドが励磁状態）であるときには、ブレーキ装置６のモードがフリーモードになる。このフリーモードでは、電磁比例弁２の２次圧がポジティブクラッチ室６ｂに印加される。このフリーモードでは、電磁比例弁２の２次圧に応じてポジティブクラッチ室６ｂの圧力とネガティブクラッチ室６ｃの圧力とのバランスが変化し、ピストン６ａがその軸方向にユニットケース６ｆに対して変位する。アンダーシュート抑制制御ではない通常の制御では、ブレーキ操作の操作量に応じたブレーキ検出信号が操作量センサ７ｂからコントローラ４に入力されると、コントローラ４は、ブレーキ検出信号に応じたブレーキ指令を電磁比例弁２に出力し、電磁比例弁２は、コントローラ４から入力されるブレーキ指令に応じた２次圧を出力する。すなわち、電磁比例弁２は、ブレーキ操作の操作量に応じた２次圧を出力する。具体的には、電磁比例弁２は、ブレーキ操作の操作量が大きくなるほど大きな２次圧を出力する。電磁比例弁２の出力（２次圧）が大きくなるとウインチドラム１１に対するブレーキ力も大きくなり、ウインチドラム１１に対するブレーキがかかった状態となる。電磁比例弁２の出力（２次圧）が小さくなるとウインチドラム１１に対するブレーキ力も小さくなり、ウインチドラム１１に対するブレーキが解除された状態となる。従って、オペレータは、フリーモードにおいて、ブレーキ操作の操作量を調節することにより、ウインチドラム１１に対してブレーキをかけた状態とブレーキを解除した状態とを切り替えることができる。フリーモードにおいてブレーキが解除された状態では、吊り荷１０６は自重によって自由落下することが可能になる。この自由落下の速度はブレーキ操作ペダル７ａの操作量に応じて増減可能である。

【0050】

クレーン１００は、モード切替スイッチ３０をさらに備えていてもよい。モード切替スイッチ３０は、オペレータが手動でブレーキ装置６のモードを連結モードとフリーモードとの間で切り替えるための入力器である。モード切替スイッチ３０は、例えばクレーンのキャブ内に設けられることによりオペレータによって操作可能に構成されている。モード切替スイッチ３０は、オペレータによるフリーモード操作を受けると、フリーモード信号をコントローラ４に入力し、コントローラ４は、モード切替弁１の状態が第１状態（図２の右側位置）になるようにモード切替弁１の動作を制御する。これにより、ブレーキ装置６のモードがフリーモードに切り替えられる。一方、モード切替スイッチ３０は、オペレータによる連結モード操作を受けると、連結モード信号をコントローラ４に入力し、コントローラ４は、モード切替弁１の状態が第２状態（図２の左側位置）になるようにモード切替弁１の動作を制御する。これにより、ブレーキ装置６のモードが連結モードに切り替えられる。なお、後述するアンダーシュート抑制制御が行われる所定のケースでは、ブレーキ装置６のモードは、コントローラ４によって自動的に切り替えられる。

【0051】

圧力センサ５は、ウインチ操作装置２５に巻き取り操作が与えられたか否かを検出する巻き取り操作検出器の一例である。本実施形態では、圧力センサ５は、リモコン弁２５ｂの２次圧を検出する圧力センサである。具体的には、圧力センサ５は、リモコン弁２５ｂとウインチ制御弁２４の巻き取りパイロットポート２４ａとをつなぐパイロットライン４１の圧力を検出する。圧力センサ５は、検出した圧力に応じた検出信号である圧力検出信号をコントローラ４に入力し、コントローラ４は、この圧力検出信号に基づいて、ウインチ操作装置２５に巻き取り操作が与えられたか否かを判定することができる。

【0052】

リリーフ弁９は、コントロールポンプ２２に接続された吐出ライン（コントロールポンプ２２から作動油が吐出される吐出ライン）の圧力が所定の値を超えると、作動油の少なくとも一部をタンク２７に流すように開弁する。

【0053】

コントローラ４は、ＣＰＵ、ＭＰＵなどの演算処理装置と、メモリと、を含むコンピュータを備える。

【0054】

クレーン１００は、図２に示す本実施形態に係るウインチ制御装置１０を備える。このウインチ制御装置１０は、前記ウインチドラム１１と、前記ウインチモータ２３と、前記ウインチ操作装置２５と、前記ブレーキ操作装置７と、前記ブレーキ装置６と、前記モード切替弁１と、前記電磁比例弁２と、前記メインポンプ２１と、前記コントロールポンプ２２と、前記圧力センサ５と、前記コントローラ４と、を備える。コントローラ４のコンピュータは、メモリに予め記憶されたプログラムを実行することにより、下記の課題を解決するために、後述するアンダーシュート抑制制御を行う。

【0055】

本実施形態に係るウインチ制御装置１０が解決しようとする課題について、図１１を参照しながら説明する。ウインチ制御装置１０の解決課題は、ブレーキ操作装置７がいわゆる電気ペダル方式を採用する場合において、コントローラ４がブレーキ装置６のモードを連結モードからフリーモードに自動的に戻したときに、ウインチドラム１１に対する実際のブレーキ力がブレーキ操作の操作量に応じたブレーキ力よりも瞬間的に小さくなることである。具体的には以下の通りである。

【0056】

電気ペダル方式では、ブレーキ操作装置７の操作量センサ７ｂは、検出した操作量に応じた検出信号をコントローラ４に入力し、コントローラ４は、入力された検出信号に応じたブレーキ指令を電磁比例弁２に入力し、電磁比例弁２は、ウインチドラム１１の回転に対するブレーキ力をブレーキ指令に応じた大きさに調節するための２次圧（パイロット圧）を出力する。これにより、ウインチドラム１１の回転に対するブレーキ力がブレーキ操作の操作量に応じた大きさとなる。

【0057】

このような電気ペダル方式のブレーキ操作装置７を備えたウインチ制御装置１０では、次のようなケースにおいてブレーキ装置６のモードの切り替えがコントローラ４によって自動的に行われる。図１１のグラフにおいて、時間ｔ１までの時間帯では、ブレーキ装置６のモードがフリーモードに設定されている。このフリーモードでは、コントローラ４は、電磁比例弁２の２次圧を、ブレーキ操作ペダル７ａに与えられるブレーキ操作の操作量（ペダル操作量）に対応する操作量対応圧力Ｐｖ０に調節するためのブレーキ指令である対応圧力指令を電磁比例弁２に入力する。これにより、図１１のグラフにおける時間ｔ１までの時間帯では、電磁比例弁２は、対応圧力指令に応じた２次圧、すなわち、ブレーキ操作の操作量に応じた操作量対応圧力Ｐｖ０を出力し、その結果、ブレーキ装置６のポジティブクラッチ室６ｂの圧力は、図１１において実線で示されるように操作量対応圧力Ｐｖ０に調節される。

【0058】

そして、ブレーキ装置６のモードがフリーモードに設定されているときに、図１１の時間ｔ１の時点でオペレータがウインチ操作レバー２５ａに対して巻き取り操作を与えた場合、コントローラ４は、ブレーキ装置６のモードをフリーモードから連結モードに自動的に切り替える。これにより、コントロールポンプ２２は、電磁比例弁２を介さずに、ブレーキ装置６のポジティブクラッチ室６ｂに接続されるので、図１１の時間ｔ１から時間ｔ２の時間帯では、ポジティブクラッチ室６ｂの圧力は、図１１において実線で示されるように、コントロールポンプ２２の２次圧であるポンプ圧Ｐｃに調節される。

【0059】

なお、図１１のグラフにおける時間ｔ１から時間ｔ２の時間帯、すなわち、オペレータがウインチ操作レバー２５ａに巻き取り操作を与えており、コントローラ４によってブレーキ装置６のモードが連結モードに切り替えられている間、オペレータは、図１１のグラフにおいて破線で示されるように、ブレーキ操作ペダル７ａにもブレーキ操作を与えた状態のまま待機している。したがって、時間ｔ１から時間ｔ２の時間帯では、コントローラ４は、電磁比例弁２の２次圧を、ブレーキ操作ペダル７ａに与えられるブレーキ操作の操作量に対応する操作量対応圧力Ｐｖ０に調節するためのブレーキ指令である対応圧力指令を電磁比例弁２に入力している。その理由は、オペレータが巻き取り操作を終了してウインチ操作レバー２５ａを中立位置に戻すことによりコントローラ４がブレーキ装置６のモードを連結モードからフリーモードに自動的に戻したときに、ブレーキ操作によるブレーキ力がウインチドラム１１に対して直ちに与えられ、これにより、オペレータの意図しないフック１０５（吊り荷１０６）の自由落下を回避するためである。

【0060】

次に、巻き取り操作が終了し、図１１の時間ｔ２の時点でオペレータがウインチ操作レバー２５ａを中立位置に戻した場合、コントローラ４は、ブレーキ装置６のモードを連結モードからフリーモードに自動的に戻す。

【0061】

しかしながら、ブレーキ操作装置７がいわゆる電気ペダル方式を採用する場合には、時間ｔ１から時間ｔ２の時間帯においてオペレータがブレーキ操作ペダル７ａにブレーキ操作を与えて待機していたとしても、時間ｔ２の時点でコントローラ４がブレーキ装置６のモードを連結モードからフリーモードに自動的に戻したときに、図１１に示されるように、ブレーキ装置６のポジティブクラッチ室６ｂの圧力が瞬間的に操作量対応圧力Ｐｖ０より小さくなるような状況であるアンダーシュートが発生する。その理由は、次の通りである。

【0062】

電磁比例弁２は、ソレノイドコイルの電磁力と、バネ力及びコントロール回路圧（電磁比例弁２の２次圧）と、が釣り合うことで適正な２次圧を保持することができる。しかしながら、時間ｔ２の時点でブレーキ装置６のモードが連結モードからフリーモードに切り替わった時点において、過大なコントロール回路圧（電磁比例弁２の２次圧）が生じるため、ソレノイドコイルの電磁力と、バネ力及びコントロール回路圧とが釣り合わず、電磁比例弁２のスプールが瞬間的に過度に移動し、電磁比例弁２におけるタンク側のポートが過度に押し開けられる。その結果、上記のようなアンダーシュートが発生する。このアンダーシュートが発生すると、ウインチドラム１１に対する実際のブレーキ力がブレーキ操作の操作量に応じたブレーキ力よりも瞬間的に小さくなる。本実施形態に係るウインチ制御装置１０が解決しようとする課題は上記の通りである。

【0063】

なお、ブレーキ操作装置が、電気ペダル方式ではなく、次のようにペダルと比例弁とが機械的にリンクする構造を有する機械的リンク方式のブレーキ操作装置である場合には、上記のようなアンダーシュートの課題は生じない。図示は省略するが、この操作装置は、ブレーキ操作ペダルと、リンク機構などの機構を介してブレーキ操作ペダルに接続された比例弁と、を備える。この機械的リンク方式の場合、比例弁のスプールを押す力は、リンク機構を介して比例弁に伝達されるオペレータによる踏み込み力を含むので、スプールの過度な移動が生じにくい。

【0064】

本実施形態に係るウインチ制御装置１０は、上記の課題を解決するために、次のような第１制御、第２制御及び第３制御を含むアンダーシュート抑制制御を行う。まず、コントローラ４は、フリーモードにおいてウインチ操作レバー２５ａに巻き取り操作が与えられた場合、モード切替弁１を制御してブレーキ装置６のモードをフリーモードから連結モードに切り替える第１制御を行う。そして、コントローラ４は、第１制御の後にウインチ操作レバー２５ａが中立位置に戻された場合、電磁比例弁２の２次圧をブレーキ操作の操作量に対応する操作量対応圧力Ｐｖ０よりも大きな値である設定圧力Ｐｖ１に調節するための設定圧力指令を電磁比例弁２に入力した状態でモード切替弁１を制御してブレーキ装置６のモードを連結モードからフリーモードに切り替える第２制御を行う。そして、コントローラ４は、第２制御の後に、電磁比例弁２の２次圧を操作量対応圧力Ｐｖ０に調節するための対応圧力指令を電磁比例弁２に入力する第３制御を行う。

【0065】

このウインチ制御装置１０では、第１制御の後にウインチ操作レバー２５ａが中立位置に戻された場合、コントローラ４は、設定圧力指令を電磁比例弁２に入力した状態でブレーキ装置６のモードを連結モードからフリーモードに切り替えるので、連結モードからフリーモードへの切り替え時に、上記のようなアンダーシュートの発生、すなわち、ブレーキ装置６のポジティブクラッチ室６ｂの圧力が瞬間的に操作量対応圧力Ｐｖ０より小さくなるような状況の発生、を抑制できる。これにより、ウインチドラム１１に対する実際のブレーキ力がブレーキ操作の操作量に応じたブレーキ力（操作量対応ブレーキ力）よりも瞬間的に小さくなることを抑制できる。

【0066】

アンダーシュートの発生を抑制できる主な理由は次の通りである。すなわち、本実施形態では、対応圧力指令ではなく設定圧力指令が電磁比例弁２に入力された状態でブレーキ装置６のモードが連結モードからフリーモードに切り替えられる（第２制御）。ブレーキ装置６のモードが連結モードからフリーモードに切り替わった時点において、図１１を参照して説明したような過大なコントロール回路圧（電磁比例弁２の２次圧）が生じたとしても、その時点では電磁比例弁２には対応圧力指令ではなく設定圧力指令が入力されているので、その時点で瞬間的に発生するアンダーシュートは、設定圧力Ｐｖ１に対するアンダーシュートであり、操作量対応圧力Ｐｖ０に対するアンダーシュートではない。従って、その時点において、ブレーキ装置６のポジティブクラッチ室６ｂの圧力が瞬間的に操作量対応圧力Ｐｖ０より小さくなるような状況は生じにくくなる。そして、コントローラ４は、第２制御の後に、電磁比例弁２の２次圧を設定圧力Ｐｖ１から操作量対応圧力Ｐｖ０に下げるための対応圧力指令を電磁比例弁２に入力する（第３制御）。この第３制御において、コントローラ４は、電磁比例弁２の２次圧を設定圧力Ｐｖ１から操作量対応圧力Ｐｖ０に下げるときの圧力変化の勾配を調節することが可能である。従って、電磁比例弁２のスプールが瞬間的に過度に移動することが抑制されるように前記圧力変化の勾配が調節された対応圧力指令をコントローラ４が電磁比例弁２に入力することで、ソレノイドコイルの電磁力と、バネ力及びコントロール回路圧と、の釣り合いが保たれやすくなる。その結果、ブレーキ装置６のポジティブクラッチ室６ｂの圧力が瞬間的に操作量対応圧力Ｐｖ０より小さくなるような状況の発生が抑制される。

【0067】

次に、図３及び図４を参照しながら、本実施形態に係るウインチ制御装置１０の動作について説明する。図３は、コントローラ４が行うアンダーシュート抑制制御を示すグラフであり、図４は、コントローラ４による演算処理の一例を示すフローチャートである。

【0068】

図３に示す時間ｔ１よりも前の時間帯では、例えば、ブレーキ装置６のモードがフリーモードに設定されている（図４のステップＳ１１）。フリーモードの設定は、例えば、モード切替スイッチ３０に対するオペレータのフリーモード操作により行われてもよく、所定の条件に基づいてコントローラ４が自動で行ってもよい。

【0069】

図３のグラフの時間ｔ１までの時間帯におけるフリーモードでは、コントローラ４は、電磁比例弁２の２次圧を、ブレーキ操作ペダル７ａに与えられるブレーキ操作の操作量（ペダル操作量）に対応する操作量対応圧力Ｐｖ０に調節するためのブレーキ指令である対応圧力指令を電磁比例弁２に入力する。言い換えると、コントローラ４は、電磁比例弁２の２次圧の目標である２次圧目標値を、ペダル操作量に対応する操作量対応圧力Ｐｖ０に設定する。これにより、時間ｔ１までの時間帯では、電磁比例弁２は、対応圧力指令に応じた２次圧、すなわち、ブレーキ操作の操作量に応じた操作量対応圧力Ｐｖ０を出力する。その結果、ブレーキ装置６のポジティブクラッチ室６ｂの圧力は、図３において実線で示されるように操作量対応圧力Ｐｖ０に調節される。

【0070】

次に、ブレーキ装置６のモードがフリーモードに設定されているときに、コントローラ４は、ウインチ操作装置２５のウインチ操作レバー２５ａに巻き取り操作が与えられたか否かを判定する（図４のステップＳ１２）。具体的には、コントローラ４は、圧力センサ５から入力される圧力検出信号に基づいて、ウインチ操作レバー２５ａに巻き取り操作が与えられたか否かを判定する。

【0071】

ウインチ操作レバー２５ａに巻き取り操作が与えられた場合（図４のステップＳ１２においてＹＥＳ）、コントローラ４は、モード切替弁１を制御してブレーキ装置６のモードをフリーモードから連結モードに自動的に切り替える（図４のステップＳ１３、第１制御）。これにより、コントロールポンプ２２は、電磁比例弁２を介さずに、ブレーキ装置６のポジティブクラッチ室６ｂに接続されるので、図３の時間ｔ１から時間ｔ２の時間帯では、ポジティブクラッチ室６ｂの圧力は、図３において実線で示されるように、コントロールポンプ２２の２次圧であるポンプ圧Ｐｃに調節される。

【0072】

そして、コントローラ４は、第１制御におけるフリーモードから連結モードへのブレーキ装置６のモードの切り替えと同時に又はブレーキ装置６のモードの切り替えの直後に、電磁比例弁２に設定圧力指令を入力する（図４のステップＳ１４）。設定圧力指令は、電磁比例弁２の２次圧をブレーキ操作の操作量（ペダル操作量）に対応する操作量対応圧力Ｐｖ０よりも大きな値である設定圧力Ｐｖ１に調節するための指令である。すなわち、コントローラ４は、ステップＳ１４において、電磁比例弁２の２次圧の目標である２次圧目標値を、操作量対応圧力Ｐｖ０よりも大きな設定圧力Ｐｖ１に変更する。このように本実施形態に係るアンダーシュート抑制制御では、第１制御の完了と同時又は第１制御の完了直後に、コントローラ４は、図１１に示すように対応圧力指令を電磁比例弁２に入力するのではなく、図３に示すように設定圧力指令を電磁比例弁２に入力する。

【0073】

本実施形態では、第１制御の完了と同時又は第１制御の完了直後に設定圧力指令が電磁比例弁２（ブレーキ力調節器）に入力されるので、後述する第２制御が行われる前の十分な時間的余裕がある段階で、電磁比例弁２は、設定圧力指令が入力された状態になり、この状態で待機することができる。これにより、後述する第２制御における連結モードからフリーモードへの切り替え時に実際のブレーキ力が操作量対応ブレーキ力よりも小さくなることがより確実に抑制される。

【0074】

また、本実施形態では、設定圧力Ｐｖ１は、電磁比例弁２の２次圧の最大値（最大２次圧）である。最大２次圧は、電磁比例弁２の開度が最大のときの２次圧であり、本実施形態では、図３の時間ｔ１から時間ｔ２の時間帯において破線で示されるように、コントロールポンプ２２の２次圧であるポンプ圧Ｐｃとほぼ同じ圧力である。

【0075】

図３のグラフにおける時間ｔ１から時間ｔ２の時間帯、すなわち、オペレータがウインチ操作レバー２５ａに巻き取り操作を与えており、コントローラ４によってブレーキ装置６のモードが連結モードに切り替えられている間、オペレータは、ブレーキ操作ペダル７ａにもブレーキ操作を与えた状態のまま待機している。時間ｔ１から時間ｔ２の時間帯におけるブレーキ操作の操作量（ペダル操作量）は、時間ｔ１までの時間帯において破線で示される操作量対応圧力Ｐｖ０に対応するペダル操作量と同じである。

【0076】

次に、コントローラ４は、圧力センサ５から入力される圧力検出信号に基づいて、ウインチ操作レバー２５ａが中立位置に戻されたか否かを判定する（図４のステップＳ１５）。ウインチ操作レバー２５ａが中立位置に戻されずにウインチ操作レバー２５ａに巻き取り操作が与えられている場合には（ステップＳ１５においてＮＯ）、コントローラ４はステップＳ１３－Ｓ１５の処理を繰り返す。

【0077】

一方、ウインチ操作レバー２５ａが、例えば時間ｔ２の時点において中立位置に戻された場合（ステップＳ１５においてＹＥＳ）、コントローラ４は、モード切替弁１を制御してブレーキ装置６のモードを連結モードからフリーモードに自動的に切り替える（図４のステップＳ１６、第２制御）。すなわち、本実施形態では、第１制御の後にウインチ操作レバー２５ａが中立位置に戻された場合、電磁比例弁２の２次圧を操作量対応圧力Ｐｖ０よりも大きな設定圧力Ｐｖ１に調節するための設定圧力指令が電磁比例弁２に入力された状態で、ブレーキ装置６のモードが連結モードからフリーモードに切り替えられる。図３の時間ｔ２においてブレーキ装置６のモードがフリーモードに切り替えられると、コントロールポンプ２２は、電磁比例弁２を介してブレーキ装置６のポジティブクラッチ室６ｂに接続される。このとき、電磁比例弁２は、設定圧力指令が入力された状態で待機しているので、電磁比例弁２におけるタンク側のポートが過度に押し開けられることが抑制される。その結果、上記のようなアンダーシュートの発生が抑制される。

【0078】

次に、コントローラ４は、第２制御の後に、電磁比例弁２の２次圧を操作量対応圧力Ｐｖ０に調節するための対応圧力指令を電磁比例弁２に入力する（ステップＳ１７、第３制御）。すなわち、コントローラ４は、ステップＳ１７において、電磁比例弁２の２次圧の目標である２次圧目標値を、設定圧力Ｐｖ１から操作量対応圧力Ｐｖ０に変更する。

【0079】

本実施形態では、対応圧力指令は、電磁比例弁２の２次圧が、図３に示すように傾きａ１の減少度合いで設定圧力Ｐｖ１から操作量対応圧力Ｐｖ０に所定の時間をかけて減少するような指令である。このように電磁比例弁２の２次圧が所定の時間をかけて減少することで、ソレノイドコイルの電磁力と、バネ力及びコントロール回路圧との釣り合いが保たれやすくなる。その結果、電磁比例弁２のスプールが過度に移動すること、すなわち電磁比例弁２におけるタンク側のポートが過度に押し開けられることが抑制され、上記のようなアンダーシュートの発生がさらに抑制される。これにより、連結モードからフリーモードへの切り替え時に実際のブレーキ力が操作量対応ブレーキ力よりも小さくなることがより効果的に抑制される。

【0080】

この対応圧力指令は、図５の変形例１のように、前記所定の時間が傾きａ１に比べてより長くなるような傾きａ２の減少度合いで設定圧力Ｐｖ１から操作量対応圧力Ｐｖ０に所定の時間をかけて減少するような指令であってもよい。これにより、連結モードからフリーモードへの切り替え時に実際のブレーキ力が操作量対応ブレーキ力よりも小さくなることがさらに効果的に抑制される。また、図示は省略するが、対応圧力指令は、電磁比例弁２の２次圧が設定圧力Ｐｖ１から操作量対応圧力Ｐｖ０に段階的に減少するような指令であってもよい。

【0081】

図６は、コントローラ４が行うアンダーシュート抑制制御の変形例２を示すグラフである。図６に示す変形例２では、設定圧力Ｐｖ１は、操作量対応圧力Ｐｖ０と電磁比例弁２の２次圧の最大値との間の中間値に設定されている。アンダーシュートの発生しやすさは、電磁比例弁２の特性にも左右される。従って、アンダーシュートが発生しやすい電磁比例弁２の場合には、図３に示すように設定圧力Ｐｖ１と操作量対応圧力Ｐｖ０との差を大きくすることが好ましい。一方、アンダーシュートが発生しにくい電磁比例弁２の場合には、図５に示すように設定圧力Ｐｖ１と操作量対応圧力Ｐｖ０との差を比較的小さくしてもよい。

【0082】

図７は、コントローラ４が行うアンダーシュート抑制制御の変形例３を示すグラフであり、図８は、変形例３に係るコントローラ４による演算処理の一例を示すフローチャートである。

【0083】

この変形例３では、図７に示すように、コントローラ４は、ブレーキ装置６のモードを連結モードからフリーモードに切り替えるためのフリーモード切替指令を第２制御においてモード切替弁１に入力した時点（図７の時間ｔ２）から予め設定された待機時間Δｔが経過した後に、第３制御において対応圧力指令を電磁比例弁２に入力する。

【0084】

この変形例３では、フリーモード切替指令がモード切替弁１に入力された時点（時間ｔ２）から待機時間Δｔが経過した後に対応圧力指令が電磁比例弁２に入力されるので、フリーモード切替指令に対するモード切替弁１の応答性があまりよくない場合、すなわち、フリーモード切替指令がモード切替弁１に入力された時点（時間ｔ２）からブレーキ装置６のモードが実際にフリーモードに切り替わるまでに多少の時間を要する場合であっても、ブレーキ装置６のモードが実際にフリーモードに切り替わる前に第３制御が行われることを回避できる。これにより、フリーモード切替指令に対するモード切替弁１の応答性があまりよくない場合であっても、連結モードからフリーモードへの切り替え時に実際のブレーキ力が操作量対応ブレーキ力よりも小さくなることが抑制される。

【0085】

この変形例３における図８のフローチャートは、ステップＳ２１の処理を含む点で図４に示すフローチャートと異なる。図８のフローチャートにおけるステップＳ１１－Ｓ１７は、図４のフローチャートにおけるステップＳ１１－Ｓ１７と同じである。この変形例３では、ウインチ操作レバー２５ａが時間ｔ２の時点において中立位置に戻され（図８のステップＳ１５においてＹＥＳ）、モード切替弁１にフリーモード切替指令が入力されると（図８のステップＳ１６）、コントローラ４は、フリーモード切替指令をモード切替弁１に入力した時点（図７の時間ｔ２）から予め設定された待機時間Δｔが経過したか否かを判定する（図８のステップＳ２１）。そして、時間ｔ２から待機時間Δｔが経過した場合（ステップＳ２１においてＹＥＳ）、コントローラ４は、電磁比例弁２の２次圧を操作量対応圧力Ｐｖ０に調節するための対応圧力指令を電磁比例弁２に入力する（ステップＳ１７、第３制御）。

【0086】

変形例３では、対応圧力指令は、電磁比例弁２の２次圧が、図７に示すように傾きａ１の減少度合いで設定圧力Ｐｖ１から操作量対応圧力Ｐｖ０に所定の時間をかけて減少するような指令である。この対応圧力指令は、図９の変形例４のように、前記所定の時間が傾きａ１に比べてより長くなるような傾きａ２の減少度合いで設定圧力Ｐｖ１から操作量対応圧力Ｐｖ０に所定の時間をかけて減少するような指令であってもよい。これにより、連結モードからフリーモードへの切り替え時に実際のブレーキ力が操作量対応ブレーキ力よりも小さくなることがさらに効果的に抑制される。また、図示は省略するが、対応圧力指令は、電磁比例弁２の２次圧が設定圧力Ｐｖ１から操作量対応圧力Ｐｖ０に段階的に減少するような指令であってもよい。

【0087】

図１０は、コントローラ４が行うアンダーシュート抑制制御の変形例５を示すグラフである。図１０に示す変形例５では、設定圧力Ｐｖ１は、操作量対応圧力Ｐｖ０と電磁比例弁２の２次圧の最大値との間の中間値に設定されている。また、この変形例５では、図１０に示すように、コントローラ４は、ブレーキ装置６のモードを連結モードからフリーモードに切り替えるためのフリーモード切替指令を第２制御においてモード切替弁１に入力した時点（図１０の時間ｔ２）から予め設定された待機時間Δｔが経過した後に、時間ｔ３において対応圧力指令を電磁比例弁２に入力する（第３制御）。

【0088】

［変形例］
本開示は、以上説明した実施形態に限定されない。本開示は、例えば次のような形態を含む。

【0089】

（Ａ）ブレーキ力調節器について
前記実施形態では、ブレーキ力調節器が電磁比例弁２により構成されるが、本開示におけるブレーキ力調節器は、フリーモードにおいてコントローラ４の指令に基づいてブレーキ装置が発生させるブレーキ力を調節するための２次圧を出力することができるものであればよく、電磁比例弁２に限られない。

【0090】

（Ｂ）モード切替弁について
前記実施形態では、モード切替弁１は、ソレノイドが非励磁状態であるときにブレーキ装置６のモードを連結モードに設定し、ソレノイドが励磁状態であるときにブレーキ装置６のモードをフリーモードに設定するように構成されるが、ソレノイドが励磁状態であるときにブレーキ装置６のモードを連結モードに設定し、ソレノイドが非励磁状態であるときにブレーキ装置６のモードをフリーモードに設定するように構成されていてもよい。

【0091】

（Ｃ）設定圧力指令を入力するタイミングについて
前記実施形態では、例えば図３及び図４に示すように、コントローラ４は、時間ｔ１におけるフリーモードから連結モードへのブレーキ装置６のモードの切り替えと同時に又はブレーキ装置６のモードの切り替えの直後に、電磁比例弁２に設定圧力指令を入力するが（図４のステップＳ１４）、電磁比例弁２に設定圧力指令を入力するタイミングは、必ずしも連結モードへの切り替えと同時又は連結モードへの切り替えの直後でなくてもよく、例えば、ウインチ操作レバー２５ａが中立位置に戻された後で、かつ、コントローラ４がブレーキ装置６のモードを連結モードからフリーモードに戻す前のタイミングであってもよい。この場合であっても、コントローラ４は、第２制御において、設定圧力指令を電磁比例弁２に入力した状態でモード切替弁１を制御してブレーキ装置６のモードを連結モードからフリーモードに切り替えることができる。

【0092】

（Ｄ）ウインチ操作装置について
前記実施形態では、ウインチ操作装置２５は、ウインチ操作レバー２５ａとリモコン弁２５ｂとを有するが、いわゆる電気レバー方式のウインチ操作装置であってもよい。電気レバー方式のウインチ操作装置は、オペレータのウインチ操作が与えられるウインチ操作レバー２５ａと、ウインチ操作センサと、を有する。ウインチ操作センサは、ウインチ操作レバー２５ａに与えられたウインチ操作が巻き取り操作及び繰り出し操作の何れであるかを検出するとともに当該ウインチ操作の操作量を検出する。ウインチ操作装置が電気レバー方式である場合、クレーン１００は、図略の一対の電磁比例弁をさらに備える。一対の電磁比例弁は、巻き取り操作に対応する電磁比例弁と、繰り出し操作に対応する電磁比例弁と、を含む。ウインチ操作センサは、検出結果に応じた検出信号をコントローラに入力し、コントローラは、入力された検出信号に応じた制御指令を、検出結果に対応する電磁比例弁に入力する。当該電磁比例弁は、ウインチ制御弁２４の巻き取りパイロットポート２４ａ又は繰り出しパイロットポート２４ｂに対して制御指令に応じた２次圧（パイロット圧）を出力する。これにより、ウインチ制御弁２４は、ウインチ操作（巻き取り操作又は繰り出し操作）に応じた方向に当該ウインチ操作の操作量に応じた流量の作動油がウインチモータ２３に供給されることを許容するように開弁する。

【0093】

なお、ウインチ操作装置が電気レバー方式である場合、前記巻き取り操作検出器はウインチ操作センサにより構成される。すなわち、ウインチ操作センサは、検出結果に応じた検出信号をコントローラ４に入力し、コントローラ４は、この検出信号に基づいて、ウインチ操作装置２５に巻き取り操作が与えられたか否かを判定することができる。

【0094】

（Ｅ）第３制御における対応圧力指令について
前記実施形態では、前記対応圧力指令は、電磁比例弁２の２次圧が前記設定圧力から前記操作量対応圧力に所定の時間をかけて減少するような指令であるが、これに限られない。コントローラ４は、第３制御において、電磁比例弁２に対する指令を、設定圧力指令から対応圧力指令に瞬時に変更してもよい。

【符号の説明】

【0095】

１ ：モード切替弁
２ ：電磁比例弁（ブレーキ力調節器の一例）
４ ：コントローラ
６ ：ブレーキ装置
７ ：ブレーキ操作装置
７ａ ：ブレーキ操作ペダル（ブレーキ操作部材の一例）
７ｂ ：操作量センサ
１０ ：ウインチ制御装置
１１ ：ウインチドラム
２１ ：メインポンプ
２２ ：コントロールポンプ
２３ ：ウインチモータ
２４ ：ウインチ制御弁
２５ ：ウインチ操作装置
２５ａ ：ウインチ操作レバー（ウインチ操作部材の一例）
２５ｂ ：リモコン弁
１００ ：クレーン
１０３ ：上部旋回体（機体の一例）
１０４ ：ブーム（作業装置の一例）
Ｒ ：ロープ

【要約】

【課題】ブレーキ装置のモードがフリーモードに自動的に戻されたときに、ウインチドラムに対するブレーキ力がブレーキ操作の操作量に応じたブレーキ力よりも瞬間的に小さくなることを抑制できるウインチ制御装置及びこれを備えたクレーンを提供する。
【解決手段】ウインチ制御装置１０のコントローラ４は、フリーモードにおいて巻き取り操作が与えられた場合、ブレーキ装置６のモードをフリーモードから連結モードに切り替える第１制御と、ウインチ操作部材２５ａが中立位置に戻された場合、ブレーキ力調節器２の２次圧をブレーキ操作の操作量に対応する操作量対応圧力Ｐｖ０よりも大きな設定圧力Ｐｖ１に調節するための指令をブレーキ力調節器２に入力した状態でモードを連結モードからフリーモードに切り替える第２制御と、ブレーキ力調節器２の２次圧を操作量対応圧力Ｐｖ０に調節するための指令をブレーキ力調節器２に入力する第３制御と、を行う。
【選択図】図３

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】