特許 7593068 クレーン、クレーン制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-11-25

(45)【発行日】2024-12-03

(54)【発明の名称】クレーン、クレーン制御方法

(51)【国際特許分類】

   B66C 23/84 20060101AFI20241126BHJP

   B66C 15/00 20060101ALI20241126BHJP

【ＦＩ】

B66C23/84 H

B66C15/00 A

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2020190770

(22)【出願日】2020-11-17

(65)【公開番号】P2022079903

(43)【公開日】2022-05-27

【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】100167302

【弁理士】

【氏名又は名称】種村 一幸

(74)【代理人】

【識別番号】100135817

【弁理士】

【氏名又は名称】華山 浩伸

(74)【代理人】

【識別番号】100141298

【弁理士】

【氏名又は名称】今村 文典

(72)【発明者】

【氏名】櫻井 仁士

(72)【発明者】

【氏名】寺内 謙一

(72)【発明者】

【氏名】岡田 哲

(72)【発明者】

【氏名】松井 大朗

(72)【発明者】

【氏名】松尾 洋平

【審査官】中島 亮

(56)【参考文献】

【文献】特開平０３－０１８５９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－１３９７７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－１９９１７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１２／０２９８６０８（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６６Ｃ １５／００

Ｂ６６Ｃ ２３／８４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

下部基体と、
前記下部基体の上部に旋回可能に連結された上部旋回体と、
前記上部旋回体を旋回駆動する旋回駆動装置と、
前記上部旋回体に起伏可能に連結され、吊りロープによって吊り荷が吊るされるブームと、
前記ブームに含まれる複数のアタッチメントの構成を表すアタッチメント構成情報を取得する情報取得部と、
前記ブームの起伏角度を計測する起伏角度計測装置と、
前記ブームに加わる前記吊り荷の荷重を計測する荷重計測装置と、
前記アタッチメント構成情報と前記起伏角度計測装置および前記荷重計測装置の計測結果に基づいて、前記ブームの耐旋回トルクに対応し前記ブームに許容される旋回加速度である許容加速度を導出する許容加速度導出部と、
前記旋回駆動装置に対し、前記上部旋回体の旋回加速度を前記許容加速度の範囲内に制限する制御を実行する旋回制御部と、
前記吊りロープの垂下長さを計測する垂下長さ計測装置と、を備え、
前記許容加速度導出部は、前記アタッチメント構成情報と前記起伏角度計測装置および前記荷重計測装置の計測結果と予め定められた最低荷重とに基づいて、前記ブームに加わる荷重が前記最低荷重から前記荷重計測装置の計測荷重まで変化すると仮定する場合における前記許容加速度の初期値および到達値を導出し、さらに、前記上部旋回体の加速または減速が開始してから前記垂下長さ計測装置の計測結果に対応する変化時間が経過するまでの間に前記許容加速度を前記初期値から前記到達値まで変化させる、クレーン。

【請求項2】

下部基体と、
前記下部基体の上部に旋回可能に連結された上部旋回体と、
前記上部旋回体を旋回駆動する旋回駆動装置と、
前記上部旋回体に起伏可能に連結され、吊りロープによって吊り荷が吊るされるブームと、
前記ブームに含まれる複数のアタッチメントの構成を表すアタッチメント構成情報を取得する情報取得部と、
前記ブームの起伏角度を計測する起伏角度計測装置と、
前記ブームに加わる前記吊り荷の荷重を計測する荷重計測装置と、
前記アタッチメント構成情報と前記起伏角度計測装置および前記荷重計測装置の計測結果に基づいて、前記ブームの耐旋回トルクに対応し前記ブームに許容される旋回加速度である許容加速度を導出する許容加速度導出部と、
前記上部旋回体が所定の定常速度で旋回中に前記許容加速度で減速するとすれば前記上部旋回体が停止するまでに予め設定される許容時間を要する場合における前記定常速度である上限速度を導出する上限速度導出部と、
前記旋回駆動装置に対し、前記上部旋回体の旋回加速度を前記許容加速度の範囲内に制限する制御と前記上部旋回体の旋回速度を前記上限速度の範囲内に制限する制御とを実行する旋回制御部と、を備える、クレーン。

【請求項3】

前記上部旋回体の旋回の角度を計測する旋回角度計測装置をさらに備え、
前記旋回駆動装置は、
前記上部旋回体を旋回駆動する油圧モーターと、
前記油圧モーターへ流す作動油の油量を調節可能な油量調節弁と、を備え、
前記旋回制御部は、前記旋回角度計測装置の計測結果の変化に基づく前記油量調節弁のフィードバック制御により、前記上部旋回体の旋回加速度を前記許容加速度の範囲内に制限する、請求項１または請求項２に記載のクレーン。

【請求項4】

前記旋回駆動装置は、
前記上部旋回体を旋回駆動する油圧モーターと、
前記油圧モーターに流れる作動油の減圧調節が可能な減圧調節弁と、を備え、
前記旋回制御部は、前記減圧調節弁を制御することにより、前記作動油の上限圧力を前記許容加速度に対応する圧力に減圧する、請求項１または請求項２に記載のクレーン。

【請求項5】

下部基体と、前記下部基体の上部に旋回可能に連結された上部旋回体と、前記上部旋回体を旋回駆動する旋回駆動装置と、前記上部旋回体に起伏可能に連結され、吊りロープによって吊り荷が吊るされるブームと、前記ブームの起伏角度を計測する起伏角度計測装置と、前記ブームに加わる前記吊り荷の荷重を計測する荷重計測装置と、前記吊りロープの垂下長さを計測する垂下長さ計測装置と、を備えるクレーンを制御するクレーン制御方法であって、
前記ブームに含まれる複数のアタッチメントの構成を表すアタッチメント構成情報を取得する工程と、
前記アタッチメント構成情報と前記起伏角度計測装置および前記荷重計測装置の計測結果に基づいて、前記ブームの耐旋回トルクに対応し前記ブームに許容される旋回加速度である許容加速度を導出する工程と、
前記旋回駆動装置に対し、前記上部旋回体の旋回加速度を前記許容加速度の範囲内に制限する制御を実行する工程と、を含み、
前記許容加速度を導出する工程は、前記アタッチメント構成情報と前記起伏角度計測装置および前記荷重計測装置の計測結果と予め定められた最低荷重とに基づいて、前記ブームに加わる荷重が前記最低荷重から前記荷重計測装置の計測荷重まで変化すると仮定する場合における前記許容加速度の初期値および到達値を導出し、さらに、前記上部旋回体の加速または減速が開始してから前記垂下長さ計測装置の計測結果に対応する変化時間が経過するまでの間に前記許容加速度を前記初期値から前記到達値まで変化させる工程を含む、クレーン制御方法。

【請求項6】

下部基体と、前記下部基体の上部に旋回可能に連結された上部旋回体と、前記上部旋回体を旋回駆動する旋回駆動装置と、前記上部旋回体に起伏可能に連結され、吊りロープによって吊り荷が吊るされるブームと、前記ブームの起伏角度を計測する起伏角度計測装置と、前記ブームに加わる前記吊り荷の荷重を計測する荷重計測装置と、を備えるクレーンを制御するクレーン制御方法であって、
前記ブームに含まれる複数のアタッチメントの構成を表すアタッチメント構成情報を取得する工程と、
前記アタッチメント構成情報と前記起伏角度計測装置および前記荷重計測装置の計測結果に基づいて、前記ブームの耐旋回トルクに対応し前記ブームに許容される旋回加速度である許容加速度を導出する工程と、
前記上部旋回体が所定の定常速度で旋回中に前記許容加速度で減速するとすれば前記上部旋回体が停止するまでに予め設定される許容時間を要する場合における前記定常速度である上限速度を導出する工程と、
前記旋回駆動装置に対し、前記上部旋回体の旋回加速度を前記許容加速度の範囲内に制限する制御と前記上部旋回体の旋回速度を前記上限速度の範囲内に制限する制御とを実行する工程と、を含む、クレーン制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ブームに過渡な旋回トルクが加わることを防ぐクレーンおよびクレーン制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

クレーンは、下部基体に対し旋回可能な上部旋回体と、前記上部旋回体に対し起伏可能に連結されたブームとを備える。前記ブームは、吊りロープによって吊り荷を吊るし、前記上部旋回体の旋回に連動して旋回する。

【0003】

また、前記クレーンにおいて、制御装置が、前記上部旋回体の旋回を停止させる場合に、前記上部旋回体を操作司令に相当する旋回角速度から所定のカーブで減速させる司令を旋回モーターへ出力することが知られている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開平１１－１３９７７１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、前記上部旋回体が加速または減速する場合、旋回方向に沿うトルクである旋回トルクが前記ブームに加わる。前記旋回トルクが、前記ブームの耐旋回トルクを上回ると、前記ブームが破損するおそれがある。

【0006】

前記旋回トルクは、前記ブームの旋回半径と前記ブームを構成する複数のアタッチメントの重量と前記ブームに加わる前記吊り荷の荷重とに応じて定まる。前記ブームの旋回半径は、前記ブームの長さおよび前記ブームの起伏角度に応じて定まる。また、前記ブームの前記耐旋回トルクは、前記ブームにおける前記アタッチメントの構成に応じて定まる。

【0007】

従って、前記上部旋回体の旋回駆動が、前記ブームを構成する前記アタッチメントの構成、前記ブームの起伏角度および前記吊り荷の荷重を考慮せずに制御されると、前記ブームに加わる前記旋回トルクが前記耐旋回トルクを上回るおそれがある。

【0008】

本発明の目的は、上部旋回体の旋回駆動を適切に制御することによってブームに加わる旋回トルクが耐旋回トルクを上回ることを回避できるクレーンおよびクレーン制御方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明の一の局面に係るクレーンは、下部基体と、上部旋回体と、旋回駆動装置と、ブームと、情報取得部と、起伏角度計測装置と、荷重計測装置と、許容加速度導出部と、旋回制御部と、を備える。前記上部旋回体は、前記下部基体の上部に旋回可能に連結されている。前記旋回駆動装置は、前記上部旋回体を旋回駆動する。前記ブームは、前記上部旋回体に起伏可能に連結され、吊りロープによって吊り荷が吊るされる。前記情報取得部は、前記ブームに含まれる複数のアタッチメントの構成を表すアタッチメント構成情報を取得する。前記起伏角度計測装置は、前記ブームの起伏角度を計測する。前記荷重計測装置は、前記ブームに加わる前記吊り荷の荷重を計測する。前記許容加速度導出部は、前記アタッチメント構成情報と前記起伏角度計測装置および前記荷重計測装置の計測結果に基づいて、前記ブームの耐旋回トルクに対応し前記ブームに許容される旋回加速度である許容加速度を導出する。前記旋回制御部は、前記旋回駆動装置に対し、前記上部旋回体の旋回加速度を前記許容加速度の範囲内に制限する制御を実行する。

【0010】

本発明の他の局面に係るクレーン制御方法は、前記下部基体と、前記上部旋回体と、前記旋回駆動装置と、前記ブームと、前記起伏角度計測装置と、前記荷重計測装置と、を備えるクレーンを制御する方法である。前記方法は、前記ブームに含まれる複数のアタッチメントの構成を表すアタッチメント構成情報を取得する工程を含む。さらに前記方法は、前記アタッチメント構成情報と前記起伏角度計測装置および前記荷重計測装置の計測結果に基づいて、前記ブームの耐旋回トルクに対応し前記ブームに許容される旋回加速度である許容加速度を導出する工程を含む。さらに前記方法は、前記旋回駆動装置に対し、前記上部旋回体の旋回加速度を前記許容加速度の範囲内に制限する制御を実行する工程を含む。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、上部旋回体の旋回駆動を適切に制御することによってブームに加わる旋回トルクが耐旋回トルクを上回ることを回避できるクレーンおよびクレーン制御方法を提供することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】図１は、第１実施形態に係るクレーンの構成図である。

【図2】図２は、第１実施形態に係るクレーンにおける制御関連機器の構成を表すブロック図である。

【図3】図３は、第１実施形態に係るクレーンにおける制御装置の構成を表すブロック図である。

【図4】図４は、第１実施形態に係るクレーンにおける旋回制限制御の手順の第１実施例を示すフローチャートである。

【図5】図５は、第１実施形態に係るクレーンにおける上部旋回体の減速旋回制御における旋回制御速度と標準制御速度と制限速度との関係を示すグラフであり、図５（Ａ）は標準制御速度が制限速度よりも優先される例を示すグラフであり、図５（Ｂ）は制限速度が標準制御速度よりも優先される例を示すグラフである。

【図6】図６は、第１実施形態に係るクレーンにおける旋回制限制御の手順の第２実施例を示すフローチャートである。

【図7】図７は、第１実施形態に係るクレーンにおける上部旋回体の旋回の上限速度と旋回停止の許容時間との関係を示すグラフである。

【図8】図８は、第２実施形態に係るクレーンにおける制御関連機器の構成を表すブロック図である。

【図9】図９は、第２実施形態に係るクレーンにおける旋回制限制御の手順の一例を示すフローチャートである。

【図10】図１０は、第２実施形態に係るクレーンにおける上部旋回体の減速旋回制御における許容加速度と旋回制御速度と標準制御速度と制限速度との関係を示すグラフであり、図１０（Ａ）は漸次変化する許容加速度を表すグラフであり、図１０（Ｂ）は旋回制御速度と標準制御速度と制限速度との関係の一例を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。なお、以下の実施形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

【0014】

［クレーン１０の概略構成］
第１実施形態に係るクレーン１０は、吊り荷９を吊り上げ、移動させる作業機械である。以下、クレーン１０がジブクレーンである場合の例について説明する。

【0015】

図１に示されるように、クレーン１０は、下部走行体１１、上部旋回体１２、キャブ１３、ガントリ１５、ウインチ装置１６、カウンターウェイト１７、ブーム２０、第１起伏ロープ３１、第２起伏ロープ３２、吊りロープ３３およびフック３４およびなどを備える。ウインチ装置１６は、第１ウインチ１６１、第２ウインチ１６２および第３ウインチ１６３を含む。

【0016】

下部走行体１１は、上部旋回体１２を旋回可能に支持する台座部分である。図１に示されるクレーン１０は移動式クレーンである。そのため、クレーン１０の下部走行体１１は、クレーン１０全体を走行させる走行装置１４を備える。図１は、走行装置１４がクローラー式の装置である例を示す。なお、下部走行体１１は、下部基体の一例である。

【0017】

上部旋回体１２は、下部走行体１１の上部に旋回可能に連結されている。上部旋回体１２は、キャブ１３、ガントリ１５およびウインチ装置１６と一体に構成されている。ガントリ１５は、上部旋回体１２から起立する状態で上部旋回体１２に固定されている。さらに、上部旋回体１２は、ウインチ装置１６、カウンターウェイト１７およびブーム２０を支持している。

【0018】

上部旋回体１２は、下部走行体１１に設けられた旋回モーター４４１によって旋回駆動される（図２参照）。上部旋回体１２が旋回する場合、キャブ１３、ガントリ１５、ウインチ装置１６およびブーム２０も、上部旋回体１２とともに旋回する。

【0019】

キャブ１３は、操縦室である。ブーム２０は、上部旋回体１２に起伏可能に連結されている。ブーム２０は、上部旋回体１２と連結された根元部を中心にして起伏可能である。

【0020】

ブーム２０は、複数のアタッチメントを含み、前記複数のアタッチメントが組み合わされた構成を有する。図１に示される例では、ブーム２０は、主ジブ２１、補ジブ２２、ポイントシーブ２５およびストラット２６などを含む。

【0021】

補ジブ２２は、主ジブ２１の先端部に連結されている。ストラット２６は、主ジブ２１および補ジブ２２の連結部に固定されている。ポイントシーブ２５は、補ジブ２２の先端部に設けられている。

【0022】

主ジブ２１は、１つ以上の主ジブアタッチメント２１０が組み合わされた構成を有する。補ジブ２２は、１つ以上の補ジブアタッチメント２２０が組み合わされた構成を有する。

【0023】

主ジブアタッチメント２１０、補ジブアタッチメント２２０、ポイントシーブ２５およびストラット２６などが、ブーム２０に含まれる前記アタッチメントの一例である。ブーム２０における前記複数のアタッチメントの構成は、作業現場の状況に応じて変更される。

【0024】

クレーン１０は、ガントリ１５の先端部に設けられたガントリシーブ２３なども備える。

【0025】

第１起伏ロープ３１は、ガントリシーブ２３に掛けられており、第１起伏ロープ３１の両端が、それぞれ主ジブ２１および第１ウインチ１６１に接続されている。第１ウインチ１６１は、第１起伏ロープ３１を介してブーム２０を支える。

【0026】

第１ウインチ１６１は、第１起伏ロープ３１の巻き取り、または、繰り出しを行うことにより、主ジブ２１の起伏角度である第１起伏角度θ１を変化させる。

【0027】

第２起伏ロープ３２は、ストラット２６に掛けられており、第２起伏ロープ３２の両端が、それぞれジブ２４および第２ウインチ１６２に接続されている。第２ウインチ１６２は、第２起伏ロープ３２を介して補ジブ２２を支える。

【0028】

第２ウインチ１６２は、第２起伏ロープ３２の巻き取り、または、繰り出しを行うことにより、補ジブ２２の起伏角度である第２起伏角度θ２を変化させる。

【0029】

吊りロープ３３は、ポイントシーブ２５に掛けられており、フック３４は、吊りロープ３３の先端に接続されている。吊り荷９は、フック３４に吊り下げられる。これにより、吊り荷９は、吊りロープ３３によってブーム２０に吊るされる。第３ウインチ１６３は、吊りロープ３３の巻き取り、または、繰り出しを行うことにより、フック３４および吊り荷９を昇降させる。

【0030】

なお、クレーン１０が、第２ポイントシーブ、第２吊りロープ、第２フック、第４ウインチおよび第２荷重計を備える場合もある。前記第２ポイントシーブは、主ジブ２１の先端部に設けられる。前記第２ポイントシーブは、ブーム２０を構成する前記アタッチメントの一例である。

【0031】

前記第２吊りロープは、前記第２ポイントシーブに掛けられる。前記第２フックは、前記第２吊りロープの先端に接続される。前記第４ウインチは、前記第２吊りロープの巻き取り、または、繰り出しを行うことにより、前記第２フックおよび前記第２フックに吊られた第２吊り荷を昇降させる。

【0032】

前記第２荷重計は、前記第２吊りロープの前記第２フックに吊られる第２吊り荷の荷重を計測する。前記第２荷重計も、前記荷重計測装置の一例である。

【0033】

カウンターウェイト１７は、ブーム２０およびフック３４に吊られた吊り荷９の荷重とのバランスをとる。

【0034】

図２に示されるように、クレーン１０は、エンジン４１、油圧ポンプ４２、制御弁４３および油圧アクチュエータ４４などの駆動系の機器と、操作装置５と、制御装置６と、表示装置７とを備える。

【0035】

操作装置５および表示装置７などのヒューマンインターフェースのための装置は、キャブ１３内に設けられている。さらに、クレーン１０は、クレーン１０が備える各種の機器の状態を計測する状態計測装置４５も備える。

【0036】

制御装置６は、状態計測装置４５および操作装置５などの他の機器とＣＡＮ（Controller Area Network）などの車載ネットワーク１００を通じて通信可能である。

【0037】

操作装置５は、操縦者の操作を受け付ける装置である。表示装置７は情報を表示する装置であり、例えば液晶表示ユニットなどのパネル表示装置である。

【0038】

操作装置５は、旋回操作装置５１、旋回ブレーキ操作装置５２および操作入力装置５３などを含む。

【0039】

旋回操作装置５１は、中立位置から２方向へ変位可能な旋回レバー５１１を備える。旋回操作装置５１は、旋回レバー５１１に対する操作方向および操作量に応じて、旋回モーター４４１の回転方向および回転速度を指示する信号を制御装置６へ出力する。制御装置６は、旋回レバー５１１に対する操作内容に応じて旋回モーター４４１に対応する制御弁４３である方向制御弁４３１を制御する。

【0040】

旋回ブレーキ操作装置５２は、ブレーキボタン５２１を備える。旋回ブレーキ操作装置５２は、ブレーキボタン５２１に対するＯＮ操作またはＯＦＦ操作に応じて、旋回ブレーキ装置４４０をブレーキＯＮ状態またはブレーキＯＦＦ状態に切り替えることを指示する信号を制御装置６へ出力する。

【0041】

制御装置６は、ブレーキボタン５２１に対する操作内容に応じて、旋回ブレーキ装置４４０を前記ブレーキＯＮ状態または前記ブレーキＯＦＦ状態に切り替える。前記ブレーキＯＮ状態は、旋回モーター４４１にブレーキ力を作用する状態であり、前記ブレーキＯＦＦ状態は、旋回モーター４４１に対するブレーキ力を解除する状態である。

【0042】

なお、前記ブレーキＯＮ状態は、旋回ブレーキ装置４４０のブレーキ状態を意味し、前記ブレーキＯＦＦ状態は、旋回ブレーキ装置４４０のブレーキ解除状態を意味する。また、ブレーキボタン５２１に対する前記ＯＮ操作および前記ＯＦＦ操作は、それぞれブレーキ操作およびブレーキ解除操作の一例である。

【0043】

操作入力装置５３は、前記操縦者による情報入力を受け付ける。例えば、操作入力装置５３は、表示装置７と一体に構成されたタッチパネルなどである。また、操作入力装置５３が、前記操縦者の音声操作による情報入力を受け付ける装置であってもよい。

【0044】

状態計測装置４５は、荷重計４５１、第１起伏角度計測装置４５２、第２起伏角度計測装置４５３および旋回角度計測装置４５４などを含む。各種の状態計測装置４５の計測結果は、車載ネットワーク１００を通じて制御装置６へ伝送される。

【0045】

荷重計４５１は、ブーム２０に加わる吊り荷９の荷重を計測する。例えば、荷重計４５１が、第１起伏ロープ３１に取り付けられたロードセルなどの荷重センサーであることが考えられる。荷重計４５１は、荷重計測装置の一例である。

【0046】

第１起伏角度計測装置４５２および第２起伏角度計測装置４５３は、ブーム２０の起伏角度を計測する。第１起伏角度計測装置４５２および第２起伏角度計測装置４５３が、それぞれ主ジブ２１および補ジブ２２に取り付けられた角度計であることが考えられる。

【0047】

第１起伏角度計測装置４５２は、主ジブ２１の仰角、即ち、主ジブ２１の起伏角度である第１起伏角度θ１を計測する。第２起伏角度計測装置４５３は、補ジブ２２の仰角、即ち、補ジブ２２の起伏角度である第２起伏角度θ２を計測する。

【0048】

旋回角度計測装置４５４は、上部旋回体１２が下部走行体１１の基準方向から旋回した角度である旋回角度を計測する。

【0049】

操作入力装置５３は、前記操縦者による情報入力を受け付ける。例えば、操作入力装置５３は、表示装置７と一体に構成されたタッチパネルなどである。また、操作入力装置５３が、前記操縦者の音声操作による情報入力を受け付ける装置であってもよい。

【0050】

エンジン４１は、油圧ポンプ４２を駆動するディーゼルエンジンである。制御弁４３は、制御装置６から出力される制御信号に従って油圧アクチュエータ４４と油圧ポンプ４２などとの間の作動油の流れを制御する。

【0051】

油圧アクチュエータ４４は、上部旋回体１２を回転駆動する油圧モーターである旋回モーター４４１などを含む。また、油圧アクチュエータ４４は、それぞれ第１ウインチ１６１、第２ウインチ１６２および第３ウインチ１６３を回転駆動する不図示の第１ウインチモーター、第２ウインチモーターおよび第３ウインチモーターなどの他の油圧モーターも含む。

【0052】

制御弁４３は、旋回モーター４４１に対応する方向制御弁４３１などを含む。方向制御弁４３１は、旋回モーター４４１に対する前記作動油の供給方向を切り替え可能である。さらに、方向制御弁４３１は、旋回モーター４４１に対する前記作動油の供給量を調節する。

【0053】

なお、方向制御弁４３１は、上部旋回体１２を旋回駆動する油圧モーターへ流す前記作動油の油量を調節可能な油量調節弁の一例である。

【0054】

制御装置６は、操作装置５に対する操作または各種の状態計測装置４５の計測結果に応じて、制御弁４３などの制御対象へ制御信号を出力する。また、制御装置６は、表示装置７を制御する。

【0055】

図３に示されるように、制御装置６は、ＭＰＵ（Miro Processing Unit）６０１、ＲＡＭ（Random Access Memory）６０２、不揮発性メモリー６０３および信号インターフェイス６０４などを備える。なお、ＲＡＭ６０２および不揮発性メモリー６０３は、コンピューター読み取り可能な記憶装置である。

【0056】

ＭＰＵ６０１は、予め不揮発性メモリー６０３に記憶されたプログラムを実行することにより、各種のデータ処理および制御を実行するプロセッサーの一例である。

【0057】

ＲＡＭ６０２は、ＭＰＵ６０１によって実行される前記プログラムおよびＭＰＵ６０１が導出もしくは参照するデータを一時記憶する揮発性のメモリーである。

【0058】

不揮発性メモリー６０３は、ＭＰＵ６０１によって実行される前記プログラムおよびＭＰＵ６０１が参照するデータを予め記憶する。例えば、不揮発性メモリー６０３がＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）またはフラッシュメモリーなどであることが考えられる。

【0059】

信号インターフェイス６０４は、状態計測装置４５の計測信号をデジタルデータへ変換してＭＰＵ６０１へ伝送する。さらに、信号インターフェイス６０４は、ＭＰＵ６０１が出力する制御指令を電流信号または電圧信号などの制御信号へ変換し、制御対象の機器へ出力する。

【0060】

ところで、上部旋回体１２が加速または減速する場合、旋回方向に沿うトルクである旋回トルクがブーム２０に加わる。前記旋回トルクが、ブーム２０の耐旋回トルクを上回ると、ブーム２０が破損するおそれがある。

【0061】

前記旋回トルクは、ブーム２０の旋回半径とブーム２０を構成する複数の前記アタッチメントの重量とブーム２０に加わる吊り荷９の荷重とに応じて定まる。ブーム２０の旋回半径は、ブーム２０の長さおよびブーム２０の起伏角度に応じて定まる。ブーム２０の長さは、ブーム２０における主ジブアタッチメント２１０および補ジブアタッチメント２２０の構成によって定まる。また、ブーム２０の前記耐旋回トルクは、ブーム２０における前記アタッチメントの構成に応じて定まる。

【0062】

従って、上部旋回体１２の旋回駆動が、ブーム２０を構成する前記アタッチメントの構成、ブーム２０の起伏角度および吊り荷９の荷重を考慮せずに制御されると、ブーム２０に加わる前記旋回トルクが前記耐旋回トルクを上回るおそれがある。

【0063】

クレーン１０において、制御装置６は、後述する旋回制限制御を実行することにより、上部旋回体１２の旋回駆動を適切に制御する。これにより、クレーン１０において、ブーム２０に加わる前記旋回トルクが前記耐旋回トルクを上回ることが回避される。

【0064】

制御装置６のＭＰＵ６０１は、所定のコンピュータープログラムを実行することにより実現される複数の処理モジュールを含む。前記複数の処理モジュールは、主処理部６１、情報取得部６２、許容加速度導出部６３および旋回制御部６４などを含む（図２参照）。

【0065】

主処理部６１は、制御装置６が起動したときの各種の処理の開始制御、表示装置７の制御および操作入力装置５３に対する入力操作に従った情報入力処理などを実行する。

【0066】

情報取得部６２、許容加速度導出部６３および旋回制御部６４は、前記旋回制限制御を実行する。前記旋回制限制御の具体例については後述する。

【0067】

また、制御装置６の不揮発性メモリー６０３には、予めアタッチメント構成情報Ｄ１のデータが記憶されている（図３参照）。アタッチメント構成情報Ｄ１は、ブーム２０に含まれる複数の前記アタッチメントの構成を表す。

【0068】

例えば、アタッチメント構成情報Ｄ１は、アタッチメント仕様情報Ｄ１１と、アタッチメント組合せ情報Ｄ１２とを含む。

【0069】

アタッチメント仕様情報Ｄ１１は、クレーン１０の出荷時に予め不揮発性メモリー６０３に登録される情報である。アタッチメント仕様情報Ｄ１１は、ブーム２０の構成要素となり得る全ての前記アタッチメントの候補の重量および長さの情報と、ブーム２０の横方向の耐荷重の情報とを含む。ブーム２０の横方向は、ブーム２０の旋回方向に沿う方向である。

【0070】

アタッチメント組合せ情報Ｄ１２は、上部旋回体１２に実際に連結されているブーム２０を構成している複数の前記アタッチメントの種類および組合せ状態を表す情報である。アタッチメント組合せ情報Ｄ１２における前記アタッチメントの種類の情報は、アタッチメント仕様情報Ｄ１１に対応付けられている。

【0071】

アタッチメント組合せ情報Ｄ１２は、ブーム２０における前記アタッチメントの構成の変更に応じて変更される情報である。

【0072】

例えば、主処理部６１が、操作入力装置５３に対する入力操作に従ってアタッチメント構成情報Ｄ１を設定し、設定したアタッチメント構成情報Ｄ１を不揮発性メモリー６０３に記憶させる。

【0073】

［旋回制限制御の第１実施例］
以下、図４に示されるフローチャートを参照しつつ、クレーン１０における前記旋回制限制御の第１実施例の手順の一例について説明する。

【0074】

例えば、情報取得部６２は、制御装置６が起動した後、第１起伏角度計測装置４５２の計測角度である第１起伏角度θ１、第２起伏角度計測装置４５３の計測角度である第２起伏角度θ２または荷重計４５１の計測荷重である吊り荷荷重が変化したときに、前記旋回制限制御を開始する。

【0075】

以下の説明において、Ｓ１０１，Ｓ１０２，…は、前記旋回制限制御の第１実施例における複数の工程の識別符号を表す。

【0076】

＜工程Ｓ１０１＞
前記旋回制限制御において、情報取得部６２が、不揮発性メモリー６０３からアタッチメント構成情報Ｄ１を取得する。さらに、工程Ｓ１０２の処理が実行される。

【0077】

本実施形態において、情報取得部６２は、まずアタッチメント組合せ情報Ｄ１２を取得する。さらに、情報取得部６２は、アタッチメント仕様情報Ｄ１１のうち、アタッチメント組合せ情報Ｄ１２に含まれる前記アタッチメントの種類に対応する情報のみを取得する。

【0078】

なお、制御装置６が、不図示のサーバー装置と無線通信可能な無線通信装置を備えることも考えられる。この場合、情報取得部６２が、前記サーバーから前記無線通信装置を通じてアタッチメント構成情報Ｄ１を取得してもよい。

【0079】

また、制御装置６が、持ち運び可能なデータ記憶媒体が装着されるストレージインターフェイスを備えることも考えられる。この場合、情報取得部６２が、前記ストレージインターフェイスに装着された前記データ記憶媒体からアタッチメント構成情報Ｄ１を取得してもよい。

【0080】

＜工程Ｓ１０２＞
工程Ｓ１０２において、許容加速度導出部６３が、工程Ｓ１０１で取得されたアタッチメント構成情報Ｄ１と、第１起伏角度θ１および第２起伏角度θ２とに基づいて、ブーム２０の耐旋回トルクを導出する。さらに、工程Ｓ１０３の処理が実行される。

【0081】

前記耐旋回トルクは、ブーム２０に加わる旋回方向に沿う最大トルクの許容値である。前記耐旋回トルクを超える旋回トルクがブーム２０に加わると、ブーム２０が損傷するおそれがある。

【0082】

例えば、許容加速度導出部６３は、アタッチメント構成情報Ｄ１における前記主ジブアタッチメントおよび前記補ジブアタッチメントそれぞれの長さの情報から、主ジブ２１および補ジブ２２の長さを導出する。

【0083】

さらに、許容加速度導出部６３は、主ジブ２１および補ジブ２２の長さと、第１起伏角度θ１および第２起伏角度θ２とに基づいて、主ジブ２１の旋回半径である第１旋回半径ｒ１および補ジブ２２の旋回半径である第２旋回半径ｒ２を導出する（図１参照）。

【0084】

さらに、許容加速度導出部６３は、アタッチメント構成情報Ｄ１における前記主ジブアタッチメントおよび前記補ジブアタッチメントそれぞれの前記耐横荷重の情報と、第１旋回半径ｒ１および第２旋回半径ｒ２とに基づいて、ブーム２０の耐旋回トルクを導出する。

【0085】

＜工程Ｓ１０３＞
工程Ｓ１０３において、許容加速度導出部６３は、ブーム２０の慣性モーメントであるブーム慣性モーメントを導出する。さらに、工程Ｓ１０４の処理が実行される。

【0086】

許容加速度導出部６３は、工程Ｓ１０１で取得されたアタッチメント構成情報Ｄ１における前記アタッチメントの重量の情報と、工程Ｓ１０２で導出された第１旋回半径ｒ１および第２旋回半径ｒ２とに基づいて、前記ブーム慣性モーメントを導出する。

【0087】

例えば、許容加速度導出部６３は、工程Ｓ１０２，Ｓ１０３において、アタッチメント構成情報Ｄ１における前記主ジブアタッチメントおよび前記補ジブアタッチメントの長さおよび重量の情報と、第１起伏角度計測装置４５２、第２起伏角度計測装置４５３および荷重計４５１の測装置の計測結果を予め定められた計算式に適用することにより、ブーム２０の前記耐トルクおよび前記ブーム慣性モーメントを算出する。

【0088】

なお、前記耐トルクおよび前記ブーム慣性モーメントの導出に用いられるルックアップテーブルのデータが、予め不揮発性メモリー６０３に記憶されていることも考えられる。

【0089】

前記ルックアップテーブルは、ブーム２０として構成され得る前記アタッチメントの構成の全ての候補と、第１起伏角度θ１の複数の代表値と、第２起伏角度θ２の複数の代表値と、前記耐トルクおよび前記ブーム慣性モーメントそれぞれの候補値との対応関係を表す。

【0090】

そして、許容加速度導出部６３が、前記ルックアップテーブルからアタッチメント組合せ情報Ｄ１２と、第１起伏角度計測装置４５２および第２起伏角度計測装置４５３の計測角度とに対応する前記耐トルクおよび前記ブーム慣性モーメントそれぞれの候補値を選択することにより、前記耐トルクおよび前記ブーム慣性モーメントを導出してもよい。この場合、ＭＰＵ６０１の演算負荷が低減される。

【0091】

＜工程Ｓ１０４＞
工程Ｓ１０４において、許容加速度導出部６３は、吊り荷９の慣性モーメントである吊り荷慣性モーメントを導出する。さらに、工程Ｓ１０５の処理が実行される。

【0092】

許容加速度導出部６３は、荷重計４５１により計測される吊り荷９の荷重と、工程Ｓ１０２で導出された第２旋回半径ｒ２とに基づいて、前記吊り荷慣性モーメントを導出する。

【0093】

以下の説明において、吊りロープ３３におけるブーム２０から吊り荷９まで垂下する部分の長さのことを垂下長さＬ１と称する（図１参照）。

【0094】

本実施形態において、許容加速度導出部６３は、便宜上、吊りロープ３３の垂下長さＬ１がゼロであるとの仮定の下で前記吊り荷慣性モーメントを導出する。前記仮定は、吊り荷９がブーム２０と一体となって旋回することを意味する。

【0095】

なお、クレーン１０が前記第２吊りロープおよび前記第２荷重計を備える場合も考えられる。この場合、工程Ｓ１０４において、許容加速度導出部６３は、前記第２荷重計により計測される前記第２吊り荷の荷重と、工程Ｓ１０２で導出された第１旋回半径ｒ１とに基づいて、前記第２吊り荷の慣性モーメントも導出する。

【0096】

＜工程Ｓ１０５＞
工程Ｓ１０５において、許容加速度導出部６３は、前記耐旋回トルクに対応しブーム２０に許容される旋回加速度である許容加速度ｄＶＬ１を導出する。さらに、工程Ｓ１０６の処理が実行される。なお、前記旋回加速度は、旋回する上部旋回体１２の角加速度である。

【0097】

許容加速度導出部６３は、工程Ｓ１０２で導出された前記耐旋回トルクと、工程Ｓ１０３で導出された前記ブーム慣性モーメントと、工程Ｓ１０４で導出された前記吊り荷慣性モーメントとに基づいて、許容加速度ｄＶＬ１を導出する。

【0098】

例えば、許容加速度導出部６３は、前記ブーム慣性モーメントおよび前記吊り荷慣性モーメントの合計と許容加速度ｄＶＬ１とを乗算して得られるトルクが、前記耐旋回トルクまたは前記耐旋回トルクに予め定められた安全係数を適用して得られるトルクと一致するように、許容加速度ｄＶＬ１を導出する。

【0099】

本実施形態において、許容加速度ｄＶＬ１は、旋回中の上部旋回体１２が減速する場合に採用されるマイナスの角加速度と、停止中または旋回中の上部旋回体１２が加速する場合に採用されるプラスの角加速度とを含む。

【0100】

以下の説明において、減速中の上部旋回体１２の減速率が、許容加速度ｄＶＬ１を上回ると表現する場合、上部旋回体１２の減速率が許容加速度ｄＶＬ１の絶対値よりも大きいことを意味する。

【0101】

同様に、加速中の上部旋回体１２の加速率が、許容加速度ｄＶＬ１を上回ると表現する場合、上部旋回体１２の加速率が許容加速度ｄＶＬ１の絶対値よりも大きいことを意味する。

【0102】

以上に示されるように、許容加速度導出部６３は、工程Ｓ１０２～Ｓ１０５において、アタッチメント構成情報Ｄ１と起伏角度計測装置４５２，４５３および荷重計４５１の計測結果に基づいて、ブーム２０に許容される旋回加速度である許容加速度ｄＶＬ１を導出する。許容加速度ｄＶＬ１は、ブーム２０の前記耐旋回トルクに対応する旋回加速度である。

【0103】

＜工程Ｓ１０６＞
工程Ｓ１０６において、旋回制御部６４が、旋回減速イベントまたは旋回加速イベントの発生を監視する。

【0104】

例えば、前記旋回減速イベントは、旋回レバー５１１に対して減速操作が行われたこと、または、上部旋回体１２が旋回中に緊急停止条件が成立したこと、などである。一方、前記旋回加速イベントは、旋回レバー５１１に対して加速操作が行われたことである。

【0105】

前記緊急停止条件は、旋回角度計測装置４５４により計測される前記旋回角度が、予め設定された制限角度範囲を超えたことである。前記制限角度範囲は、ブーム２０および吊り荷９がクレーン１０の周囲の障害物と衝突することを回避するために予め設定される。

【0106】

旋回制御部６４は、上部旋回体１２が旋回中に前記緊急停止条件が成立したときに、回転中の旋回モーター４４１を既定減速率で徐々に減速させることにより、旋回モーター４４１を停止させる。

【0107】

但し、後述するように、前記既定減速率が許容加速度ｄＶＬ１を上回る場合は例外であり、前記緊急停止条件が成立したときの減速率として、許容加速度ｄＶＬ１が前記既定減速率の代わりに採用される。

【0108】

そして、旋回制御部６４は、前記旋回減速イベントまたは前記旋回加速イベントが発生したときに、工程Ｓ１０７，Ｓ１０８の処理を実行する。

【0109】

＜工程Ｓ１０７，Ｓ１０８＞
旋回制御部６４は、工程Ｓ１０７において加速度制限制御を実行し、工程Ｓ１０８において旋回モーター４４１が停止したか否かを判定する。

【0110】

旋回制御部６４は、旋回モーター４４１が停止したと判定するまで、工程Ｓ１０７の前記加速度制限制御を継続する。そして、旋回制御部６４は、旋回モーター４４１が停止したと判定したときに、前記旋回制限制御を終了させる。以下、前記加速度制限制御の第１例および第２例について説明する。

【0111】

＜加速度制限制御の第１例＞
前記第１例において、旋回制御部６４は、旋回角度計測装置４５４の計測結果の変化に基づく方向制御弁４３１のフィードバック制御により、上部旋回体１２の旋回加速度を許容加速度ｄＶＬ１の範囲内に制限する。

【0112】

図５は、前記緊急停止条件の成立によって前記旋回減速イベントが発生した場合に設定される旋回制御速度Ｖ０と標準制御速度Ｖｘ１と制限速度ＶＬ１との関係を表す。

【0113】

図５において、初期速度Ｖ１は、前記旋回減速イベントが発生したときの上部旋回体１２の旋回速度である。旋回制御速度Ｖ０は、方向制御弁４３１のフィードバック制御において採用される上部旋回体１２の目標旋回速度である。

【0114】

標準制御速度Ｖｘ１は、前記緊急停止条件が成立した時点から上部旋回体１２が停止するまでの間に設定される上部旋回体１２の通常の目標旋回速度である。図５に示されるように、標準制御速度Ｖｘ１は、旋回モーター４４１を初期速度Ｖ１から既定減速率で徐々に減速させるように設定される。

【0115】

制限速度ＶＬ１は、初期速度Ｖ１から許容加速度ｄＶＬ１を減速率として徐々に減速させるように設定される。

【0116】

標準制御速度Ｖｘ１および制限速度ＶＬ１の一方が、選択的に旋回制御速度Ｖ０として採用される。図５（Ａ），（Ｂ）において、実線のグラフが、旋回制御速度Ｖ０として採用される旋回速度を示す。

【0117】

図５（Ａ）に示されるように、標準制御速度Ｖｘ１が制限速度ＶＬ１を上回る場合、標準制御速度Ｖｘ１が制限速度ＶＬ１よりも優先して旋回制御速度Ｖ０として採用される。

【0118】

図５（Ｂ）に示されるように、制限速度ＶＬ１が標準制御速度Ｖｘ１を上回る場合、制限速度ＶＬ１が標準制御速度Ｖｘ１よりも優先して旋回制御速度Ｖ０として採用される。

【0119】

＜加速度制限制御の第２例＞
一方、前記第２例は、図２に示されるように、クレーン１０の制御弁４３が、旋回モーター４４１に流れる前記作動油の減圧調節が可能なリリーフ調節弁４３２を備える場合に採用される。リリーフ調節弁４３２は、減圧調節弁の一例である。

【0120】

リリーフ調節弁４３２は、前記作動油の圧力が上限圧力を超える前に前記作動油の一部をタンクへ開放する一般的なリリーフ弁に、制御装置６からの制御信号に従って開度を調節する機能が付加された調節弁である。

【0121】

前記第２例において、旋回制御部６４は、リリーフ調節弁４３２を制御することにより、前記作動油の上限圧力を許容加速度ｄＶＬ１に対応する圧力に減圧する。リリーフ調節弁４３２が、油圧回路における旋回モーター４４１に対し下流側の前記作動油の経路および上流側の経路の一方または両方に設けられることが考えられる。

【0122】

前記下流側のリリーフ調節弁４３２が開かれることによって前記作動油の上限圧力が下がると、旋回モーター４４１が減速するときの最大ブレーキ力が低減する。従って、前記下流側のリリーフ調節弁４３２の調節により、上部旋回体１２の減速率を制限することができる。

【0123】

また、前記上流側のリリーフ調節弁４３２が開かれることによって前記作動油の上限圧力が下がると、旋回モーター４４１が加速するときの最大トルクが低減する。従って、前記下流側のリリーフ調節弁４３２の調節により、上部旋回体１２の加速率を制限することができる。

【0124】

例えば、許容加速度ｄＶＬ１と前記下流側および前記上流側のリリーフ調節弁４３２の開度との対応関係を表す減圧調節情報のデータが不揮発性メモリー６０３に記憶されていることが考えられる。この場合、旋回制御部６４は、許容加速度ｄＶＬ１および前記減圧調節情報に基づいてリリーフ調節弁４３２を調節する。

【0125】

前記第２例が採用されることにより、前記加速度制限制御が簡素化され、ＭＰＵ６０１の演算負荷が低減される。

【0126】

本実施形態において、方向制御弁４３１、リリーフ調節弁４３２および旋回モーター４４１は、上部旋回体１２を旋回駆動する旋回駆動装置の一例である。また、工程Ｓ１０７において旋回制御部６４により実行される前記加速度制限制御の前記第１例および前記第２例は、上部旋回体１２の旋回加速度を許容加速度ｄＶＬ１の範囲内に制限する制御の一例である。

【0127】

［旋回制限制御の第２実施例］
次に、図６に示されるフローチャートを参照しつつ、クレーン１０における前記旋回制限制御の第２実施例の手順の一例について説明する。

【0128】

制御装置６のＭＰＵ６０１は、前記旋回制限制御の第２実施例を実行するための前記処理モジュールとして、上限速度導出部６５をさらに備える（図２参照）。

【0129】

前記旋回制限制御の第２実施例が開始される条件は、前記旋回制限制御の第１実施例が開始される条件と同様である。

【0130】

以下、前記旋回制限制御の第２実施例における前記旋回制限制御の第１実施例と異なる点について説明する。前記旋回制限制御の第２実施例は、前記旋回制限制御の第１実施例と比較して、工程Ｓ２０１および工程Ｓ２０２が追加されている点が異なる。

【0131】

＜工程Ｓ２０１＞
工程Ｓ２０１の処理は、工程Ｓ１０５と工程Ｓ１０６との間で実行される。工程Ｓ２０１において、上限速度導出部６５は、上部旋回体１２の旋回速度の制御上の上限値である上限速度Ｖｍｘ１を導出する。

【0132】

図７に示されるように、上限速度導出部６５は、上部旋回体１２が所定の定常速度で旋回中に許容加速度ｄＶＬ１で減速するとすれば上部旋回体１２が停止するまでに予め設定される許容時間ｔ１を要する場合における前記定常速度を、上限速度Ｖｍｘ１として導出する。

【0133】

上部旋回体１２が上限速度Ｖｍｘ１以下の速度で旋回している場合、上部旋回体１２を許容加速度ｄＶＬ１で減速させることにより、上部旋回体１２を許容時間ｔ１以内に停止させることができる。

【0134】

＜工程Ｓ２０２＞
工程Ｓ２０２の処理は、工程Ｓ１０７の前後または工程Ｓ１０７と並行して実行される。

【0135】

工程Ｓ２０２において、旋回制御部６４は、方向制御弁４３１に対する制御信号のレベルを制限することにより、上部旋回体１２の旋回速度を上限速度Ｖｍｘ１の範囲内に制限する制御を実行する。

【0136】

前記旋回制限制御の第２実施例が採用されることにより、例えば前記緊急停止条件の成立によって前記旋回減速イベントが発生した場合に、許容加速度ｄＶＬ１での減速の制約を守りつつ、上部旋回体１２を許容時間ｔ１以内に停止させることができる。

【0137】

例えば、主処理部６１が、操作入力装置５３に対する選択操作に従って、前記旋回制限制御のモードとして第１モードおよび第２モードのいずれか一方を選択する機能を備えることが考えられる。

【0138】

上記の場合、旋回制御部６４は、前記第１モードが選択された場合に、前記旋回制限制御の第１実施例に従った処理を実行し、前記第２モードが選択された場合に、前記旋回制限制御の第２実施例に従った処理を実行する。

【0139】

以上に示されるように、クレーン１０において前記旋回制限制御が実行されることにより、上部旋回体１２の旋回駆動が適切に制御され、ブーム２０に加わる旋回トルクが前記耐旋回トルクを上回ることが回避される。その結果、上部旋回体１２の旋回の急加速または急減速によるブーム２０の破損が回避される。

【0140】

［第２実施形態］
次に、図８～１０を参照しつつ、第２実施形態に係るクレーン１０Ａについて説明する。図８～１０において、図１～７に示される構成要素と同じ構成要素は、同じ参照符号が付されている。

【0141】

以下、クレーン１０Ａにおけるクレーン１０と異なる点について説明する。図８に示されるように、クレーン１０Ａは、図１に示されるクレーン１０に対し、繰り出し長さ計測装置４５５および垂下長さ導出部６６が追加された構成を備える。

【0142】

繰り出し長さ計測装置４５５は、吊りロープ３３の繰り出し長さを計測する装置である。例えば、繰り出し長さ計測装置４５５は、吊りロープ３３に接触して従動回転する回転体の回転数をカウントすることによって吊りロープ３３の繰り出し長さを計測する。

【0143】

垂下長さ導出部６６は、繰り出し長さ計測装置４５５の検出結果を主ジブ２１および補ジブ２２の長さと、第１起伏角度θ１および第２起伏角度θ２とに基づいて補正することにより、吊りロープ３３の垂下長さＬ１を導出する。

【0144】

繰り出し長さ計測装置４５５および垂下長さ導出部６６は、吊りロープ３３の垂下長さＬ１を計測する垂下長さ計測装置の一例である。

【0145】

また、本実施形態において、制御装置６のＭＰＵ６０１は、図４に示される手順の代わりに、図９に示される手順で前記旋回制限制御を実行する。

【0146】

以下、図９に示されるフローチャートを参照しつつ、クレーン１０Ａにおける前記旋回制限制御の手順の一例について説明する。

【0147】

本実施形態における前記旋回制限制御が開始される条件は、クレーン１０における図４の前記旋回制限制御の第１実施例が開始される条件と同様である。

【0148】

以下、クレーン１０Ａにおける前記旋回制限制御のクレーン１０における前記旋回制限制御の第１実施例と異なる点について説明する。クレーン１０Ａにおける前記旋回制限制御は、図４に示される前記旋回制限制御の第１実施例と比較して、工程Ｓ１０５が工程Ｓ３０１～Ｓ３０３に置き換えられ、さらに、工程Ｓ３０４が追加されている点が異なる。

【0149】

本実施形態において、許容加速度導出部６３は、ブーム２０に加わる吊り荷９の荷重が予め定められた最低荷重から荷重計４５１の計測荷重まで変化すると仮定する場合における許容加速度ｄＶＬ１の初期値および到達値を導出する。前記最低荷重はゼロまたは実際の吊り荷９の荷重よりも十分に小さい値である。

【0150】

即ち、本実施形態においては、吊り荷９がブーム２０の先端部の概ね直下の位置から上部旋回体１２の加速方向または減速方向に対し反対の方向へ振れるに従って、吊り荷９からブーム２０に対して旋回方向に沿って加わる力が増大するという仮定の下で、変化する許容加速度ｄＶＬ１が導出される。

【0151】

以下の説明において、ブーム２０に加わる吊り荷９の荷重が前記最低荷重であると仮定したときの許容加速度ｄＶＬ１である許容加速度ｄＶＬ１の初期値のことを許容加速度初期値ｄＶＬ１１と称する（図１１（Ａ）参照）。

【0152】

また、ブーム２０に加わる吊り荷９の荷重が荷重計４５１の計測荷重であるときの許容加速度ｄＶＬ１である許容加速度ｄＶＬ１の到達値のことを許容加速度到達値ｄＶＬ１２と称する（図１１（Ａ）参照）。

【0153】

＜工程Ｓ３０１＞
工程Ｓ３０１において、許容加速度導出部６３は、許容加速度初期値ｄＶＬ１１を導出する。

【0154】

例えば、許容加速度導出部６３は、前記ブーム慣性モーメントおよび前記最低荷重の慣性モーメントの合計と許容加速度初期値ｄＶＬ１１とを乗算して得られるトルクが、前記耐旋回トルクまたは前記耐旋回トルクに予め定められた安全係数を適用して得られるトルクと一致するように、許容加速度初期値ｄＶＬ１１を導出する。

【0155】

＜工程Ｓ３０２＞
工程Ｓ３０２において、許容加速度導出部６３は、クレーン１０において許容加速度ｄＶＬ１を導出する場合と同様に、許容加速度到達値ｄＶＬ１２を導出する。

【0156】

即ち、許容加速度導出部６３は、工程Ｓ３０１，Ｓ３０２において、アタッチメント構成情報Ｄ１と起伏角度計測装置４５２，４５３および荷重計４５１の計測結果と予め定められた前記最低荷重とに基づいて、許容加速度初期値ｄＶＬ１１および許容加速度到達値ｄＶＬ１２を導出する。

【0157】

＜工程Ｓ３０３＞
工程Ｓ３０３において、許容加速度導出部６３は、許容加速度ｄＶＬ１を許容加速度初期値ｄＶＬ１１から許容加速度到達値ｄＶＬ１２まで変化させるときの所要時間である変化時間ｔ２を導出する。

【0158】

吊りロープ３３で吊られた吊り荷９の動きは、振り子における重りの動きに近似する。前記振り子における前記重りの振動周期は、理論上、前記振り子における吊り糸の長さの０．５乗に比例する。

【0159】

本実施形態において、垂下長さＬ１と変化時間ｔ２との関係が、前記振り子における前記吊り糸の長さと前記重りの振動周期との関係と同様の関係を有すると仮定される。

【0160】

そこで、許容加速度導出部６３は、繰り出し長さ計測装置４５５および垂下長さ導出部６６の計測結果である垂下長さＬ１を予め定められた計算式に適用することにより、垂下長さＬ１に対応する変化時間ｔ２を導出する。

【0161】

変化時間ｔ２の導出に用いられる垂下長さＬ１は、繰り出し長さ計測装置４５５および垂下長さ導出部６６の計測結果である。

【0162】

＜工程Ｓ３０４＞
工程Ｓ３０４の処理は、工程Ｓ１０６と工程Ｓ１０７との間に開始される。

【0163】

工程Ｓ３０４において、許容加速度導出部６３は、上部旋回体１２の加速または減速が開始してから変化時間ｔ２が経過するまでの間に、許容加速度ｄＶＬ１を許容加速度初期値ｄＶＬ１１から許容加速度到達値ｄＶＬ１２まで漸次変更する処理を開始する（図１０（Ａ）参照）。

【0164】

工程Ｓ３０４の処理の開始に続いて、旋回制御部６４が、図４に基づき説明された工程Ｓ１０７および工程Ｓ１０８の処理を実行する。

【0165】

許容加速度導出部６３は、旋回制御部６４による工程Ｓ１０７および工程Ｓ１０８の処理を実行と並行して、変化時間ｔ２が経過する間に許容加速度ｄＶＬ１を許容加速度初期値ｄＶＬ１１から許容加速度到達値ｄＶＬ１２まで漸次変更する。

【0166】

また、許容加速度導出部６３は、工程Ｓ３０４の処理の開始から変化時間ｔ２が経過した後は、許容加速度ｄＶＬ１を許容加速度到達値ｄＶＬ１２に維持する（図１０（Ａ）参照）。

【0167】

そして、工程Ｓ１０７において、旋回制御部６４は、漸次変更される許容加速度ｄＶＬ１に基づいて制限速度ＶＬ１を設定する。

【0168】

図１０（Ｂ）は、前記緊急停止条件の成立によって前記旋回減速イベントが発生した場合に設定される旋回制御速度Ｖ０と標準制御速度Ｖｘ１と制限速度ＶＬ１との関係を表す。図１０（Ｂ）における標準制御速度Ｖｘ１は、図５における標準制御速度Ｖｘ１と同じである。

【0169】

一方、図１０（Ｂ）における制限速度ＶＬ１は、図１０（Ａ）に示されるように漸次変更される許容加速度ｄＶＬ１に基づいて設定されている。

【0170】

図１０（Ｂ）は、上部旋回体１２の旋回の減速開始から途中までは標準制御速度Ｖｘ１が制限速度ＶＬ１を上回り、途中から制限速度ＶＬ１が標準制御速度Ｖｘ１を上回る例を示す。

【0171】

従って、図１０（Ｂ）に示される例において、上部旋回体１２の旋回の減速開始から途中までは、標準制御速度Ｖｘ１が制限速度ＶＬ１よりも優先して旋回制御速度Ｖ０として採用される。その後は、制限速度ＶＬ１が標準制御速度Ｖｘ１よりも優先して旋回制御速度Ｖ０として採用される。

【0172】

クレーン１０Ａが採用される場合も、クレーン１０が採用される場合と同様の効果が得られる。また、クレーン１０Ａが採用されることにより、ブーム２０と吊り荷９との動きのズレが反映されたより現実的な許容加速度ｄＶＬ１が導出され、より適切な前記旋回制限制御が実現される。

【符号の説明】

【0173】

５ ：操作装置
６ ：制御装置
７ ：表示装置
９ ：吊り荷
１０ ：クレーン
１０Ａ ：クレーン
１１ ：下部走行体
１２ ：上部旋回体
１３ ：キャブ
１４ ：走行装置
１５ ：ガントリ
１６ ：ウインチ装置
１７ ：カウンターウェイト
２０ ：ブーム
２１ ：主ジブ
２２ ：補ジブ
２３ ：ガントリシーブ
２４ ：ジブ
２５ ：ポイントシーブ
２６ ：ストラット
３１ ：第１起伏ロープ
３２ ：第２起伏ロープ
３３ ：吊りロープ
３４ ：フック
４１ ：エンジン
４２ ：油圧ポンプ
４３ ：制御弁
４４ ：油圧アクチュエータ
４５ ：状態計測装置
５１ ：旋回操作装置
５２ ：旋回ブレーキ操作装置
５３ ：操作入力装置
６１ ：主処理部
６２ ：情報取得部
６３ ：許容加速度導出部
６４ ：旋回制御部
６５ ：上限速度導出部
６６ ：垂下長さ導出部（垂下長さ計測装置）
１００ ：車載ネットワーク
１６１ ：第１ウインチ
１６２ ：第２ウインチ
１６３ ：第３ウインチ
２１０ ：主ジブアタッチメント
２２０ ：補ジブアタッチメント
４３１ ：方向制御弁（油量調節弁）
４３２ ：リリーフ調節弁（減圧調節弁）
４４０ ：旋回ブレーキ装置
４４１ ：旋回モーター
４５１ ：荷重計（荷重計測装置）
４５２ ：第１起伏角度計測装置
４５３ ：第２起伏角度計測装置
４５４ ：旋回角度計測装置
４５５ ：繰り出し長さ計測装置（垂下長さ計測装置）
５１１ ：旋回レバー
５２１ ：ブレーキボタン
６０１ ：ＭＰＵ
６０２ ：ＲＡＭ
６０３ ：不揮発性メモリー
６０４ ：信号インターフェイス
Ｄ１ ：アタッチメント構成情報
Ｄ１１ ：アタッチメント仕様情報
Ｄ１２ ：アタッチメント組合せ情報
Ｖ０ ：旋回制御速度
Ｖ１ ：初期速度
ＶＬ１ ：制限速度
Ｖｍｘ１ ：上限速度
Ｖｘ１ ：標準制御速度
ｄＶＬ１ ：許容加速度
ｄＶＬ１１ ：許容加速度初期値
ｄＶＬ１２ ：許容加速度到達値
ｒ１ ：第１旋回半径
ｒ２ ：第２旋回半径
ｔ１ ：許容時間
ｔ２ ：変化時間
θ１ ：第１起伏角度
θ２ ：第２起伏角度

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】