エンジン発電機付きクレーンの制御方法およびエンジン発電機付きクレーン
【課題】 モータパワーを有効に用いることができるとともに、荷役の効率を向上させることができるエンジン発電機付きクレーンの制御方法およびエンジン発電機付きクレーンを提供する。
【解決手段】 吊荷を把持する吊具と、吊具を吊り下げる吊ロープと、吊ロープを巻き上げ、繰り出して吊具を昇降させるモータと、モータ駆動用電力を供給する発電機と、発電機を駆動するエンジンと、を有するエンジン発電機付きクレーンの制御方法であって、吊荷を巻き上げる時のモータ出力を、巻上時の最大出力である巻上最大出力Ｐｍａｘにまで増加させる際に、エンジンにかかる発電負荷が、エンジンがストールを起こす負荷であるストール負荷よりも小さくなるように、所定時間ｔａかけてモータ出力を巻上最大出力Ｐｍａｘまで増加させることを特徴とする。
【解決手段】 吊荷を把持する吊具と、吊具を吊り下げる吊ロープと、吊ロープを巻き上げ、繰り出して吊具を昇降させるモータと、モータ駆動用電力を供給する発電機と、発電機を駆動するエンジンと、を有するエンジン発電機付きクレーンの制御方法であって、吊荷を巻き上げる時のモータ出力を、巻上時の最大出力である巻上最大出力Ｐｍａｘにまで増加させる際に、エンジンにかかる発電負荷が、エンジンがストールを起こす負荷であるストール負荷よりも小さくなるように、所定時間ｔａかけてモータ出力を巻上最大出力Ｐｍａｘまで増加させることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジン発電機付きクレーンの制御方法およびエンジン発電機付きクレーンに関する。
【背景技術】
【０００２】
港湾等のヤードにおいては、クレーン装置によって船舶あるいはトレーラへのコンテナの積み込み、及び、船舶あるいはトレーラからのコンテナの積み降ろし等の運搬作業が行われている。これらコンテナの積み込み積み下ろしの際の、コンテナの巻上げ、巻き下げはクレーン装置に備えられたモータにより行われている。
【０００３】
近年においては、ヤードの荷役効率の向上が求められており荷役効率を向上させるさまざまな技術が提案されている。例えば、上述したコンテナの積み込み積み下ろしの効率を向上させるため、コンテナ（吊荷）重量とモータ能力等とに応じて、その巻き上げ速度を変える技術が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。この技術によれば、モータ能力を余すところなく用いることができるとともに、コンテナの積み込み積み下ろしの効率を向上させることができる。
【特許文献１】特開平１１−２４６１８２号公報（第４−５頁、第１図等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述の特許文献１のように、吊荷の重量に応じてその巻上げ速度を変える場合には、まず吊荷の重量を検知して、その後に巻き上げ速度を変える制御が通常行われている。
このように、巻き上げ速度を変更する制御を行うと、実際に吊荷を巻き上げているモータの消費電力も巻き上げ速度の変化に伴い変化する。例えば、巻き上げ速度を急に早くすると、モータの消費電力も急に増加する。
外部から電力が供給されるコンテナクレーン等においては、上述のように消費電力が急に増加しても、電力を安定して供給することができ特に問題が発生しなかった。
【０００５】
しかしながら、モータの消費電力を搭載されたエンジン式発電機で供給するトランスファクレーンやモバイル・ハーバー・クレーン（ＭＨＣ）などにおいては、上述のように消費電力が急に増加すると、エンジンが消費電力の急増に追従できずストールする恐れがあった。つまり、モータの消費電力の急増により発電機を駆動するエンジンの負荷が急増し、この負荷の急増にエンジンが追従できずにストールする恐れがあった。
発電機を駆動するエンジンがストールするとモータへの電力供給が停止するため、荷役作業が中断して作業効率が低下するという問題があった。
【０００６】
また、上記のトランスファクレーン等にバッテリ等のキャパシタを搭載して、消費電力の急増分をキャパシタにより補いエンジンストールを防止する技術も考えられる。しかし、消費電力の急増分を補うことができる容量を有するキャパシタはコストが高いという問題があった。また、上記容量を有するキャパシタは重量が重いという問題があった。これらの問題により、トランスファクレーン等にモータへ電力を供給するキャパシタを搭載することは行われていなかった。
【０００７】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、モータパワーを有効に用いることができるとともに、荷役の効率を向上させることができるエンジン発電機付きクレーンの制御方法およびエンジン発電機付きクレーンを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明は、以下の手段を提供する。
本発明のエンジン発電機付きクレーンの制御方法は、吊荷を把持する吊具と、該吊具を吊り下げる吊ロープと、該吊ロープを巻き上げ、繰り出しすることにより前記吊具を昇降させるモータと、前記モータの駆動用電力を供給する発電機と、該発電機を駆動するエンジンと、を有するエンジン発電機付きクレーンの制御方法であって、前記吊荷を巻き上げる時の前記モータの出力を、巻上時の最大出力である巻上最大出力にまで増加させる際に、前記エンジンにかかる発電負荷が、エンジンがストールを起こす負荷であるストール負荷よりも小さくなるように、所定時間かけて前記モータの出力を前記巻上最大出力まで増加させることを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、吊荷をモータの巻上最大出力で巻き上げているため、吊荷の巻上加速度が大きくなる。そのため、吊荷の巻上速度が所定巻上速度に到達するのに要する時間を短縮することができ、所定巻上速度で運転する時間を長くすることができる。
【００１０】
また、例えば、発電負荷がストール負荷よりも大きい場合には、所定時間の間にエンジンの出力を増加させることにより、発電負荷によるエンジンストールの発生を防止することができる。その結果、モータへの電力供給停止を防止することができ、荷役作業効率の低下を防止することができる。また、もともと発電負荷がストール負荷よりも小さいときには、エンジンの出力を維持することにより、不要なエンジン出力の増加を防止することができる。
また、モータの最大出力に応じた最大出力を有するエンジンを用いることができる。そのため、必要以上に大きな最大出力を有するエンジンを用いる必要がなくなる。
【００１１】
また、上記発明においては、前記巻上最大出力が、前記モータの出力可能な最大モータ出力であることが望ましい。
本発明によれば、吊荷の巻上加速度をより大きくすることができ、巻上速度が所定巻上速度に到達するのに要する時間をより短縮することができ、所定巻上速度で運転する時間を長くすることができる。
【００１２】
さらに、上記発明においては、前記所定時間が、前記巻上最大出力と前記エンジンの特性とに基づいて算出されることが望ましい。
本発明によれば、巻上最大出力に基づいて吊荷の巻上時にエンジンにかかる最大負荷を算出することができる。また、エンジンの特性から、エンジンが算出された最大負荷によりエンジンストールしないように制御するのに要する時間、つまり所定時間を算出することができる。その結果、さまざまな条件においてもエンジンストールの発生を防止することができる。
【００１３】
上記発明においては、前記所定時間が予め設定されていることが望ましい。
本発明によれば、所定時間をその都度算出する場合と比較して、モータの出力をより素早く制御することができる。そのため、制御の遅れによるエンジンストール等の不具合発生を防止することができる。
【００１４】
上記発明においては、前記モータの出力を巻上最大出力にまで増加させる前に、前記吊荷の重量を検出することが望ましい。
本発明によれば、検出した吊荷の重量に基づいて、吊荷の巻上最大速度を算出することができる。また、算出された巻上最大速度に基づいて、モータの巻上最大出力の出力時間を算出することができる。
【００１５】
本発明のエンジン発電機付きクレーンの制御方法は、吊荷を把持する吊具と、該吊具を吊り下げる吊ロープと、該吊ロープを巻き上げ、繰り出しすることにより前記吊具を昇降させるモータと、前記モータの駆動用電力を供給する発電機と、該発電機を駆動するエンジンと、を有するエンジン発電機付きクレーンの制御方法であって、前記吊荷を巻き上げる時の前記モータの出力を、巻上時の最大出力である巻上最大出力にまで増加させる際に、前記エンジンにかかる発電負荷が、エンジンがストールを起こす負荷であるストール負荷よりも小さくなるように、前記巻上最大出力を設定することを特徴とする。
本発明によれば、巻上最大出力をストール負荷よりも小さく設定しているため、エンジンのストールの発生を防止することができる。
【００１６】
本発明のエンジン発電機付きクレーンは、吊荷を保持する吊具と、該吊具を吊り下げる吊ロープと、該吊ロープを巻き上げ、繰り出しすることにより前記吊具を昇降させるモータと、該モータを駆動する電力を供給する発電機と、該発電機を駆動するエンジンと、を有するエンジン発電機付きクレーンであって、前記モータの出力を制御するモータ制御部と、前記エンジンの出力を制御するエンジン制御部と、を備え、前記エンジンにかかるエンジン負荷が、エンジンがストールを起こす負荷であるストール負荷よりも小さくなるように、所定時間をかけて、前記モータ制御部が前記モータの出力を巻上時の最大出力である巻上最大出力まで増加させることを特徴とする。
【００１７】
本発明によれば、モータ制御部により、吊荷をモータの巻上最大出力で巻き上げるよう制御しているため、吊荷の巻上加速度が大きくなる。そのため、吊荷の巻上速度が所定巻上速度に到達するのに要する時間を短縮することができ、所定巻上速度で運転する時間を長くすることができる。
【００１８】
また、例えば、エンジン負荷がストール負荷よりも大きい場合には、所定時間の間に、エンジン制御部がエンジンの出力を増加させることにより、ストール負荷の値を大きくすることができる。そのため、エンジン負荷をストール負荷よりも小さくすることができ、エンジンストールの発生を防止することができる。その結果、モータへの電力供給停止を防止することができ、荷役作業効率の低下を防止することができる。また、もともとエンジン負荷がストール負荷よりも小さいときには、エンジン制御部がエンジンの出力を維持することにより、エンジンストールの発生を防止することができる。
【００１９】
本発明のエンジン発電機付きクレーンは、吊荷を保持する吊具と、該吊具を吊り下げる吊ロープと、該吊ロープを巻き上げ、繰り出しすることにより前記吊具を昇降させるモータと、該モータを駆動する電力を供給する発電機と、該発電機を駆動するエンジンと、を有するエンジン発電機付きクレーンであって、前記モータの出力を巻上時の最大出力である巻上最大出力とするときに必要となる前記エンジンの発電負荷が、エンジンがストールを起こすストール負荷よりも小さくなるように前記巻上最大出力を設定することを特徴とする。
本発明によれば、巻上最大出力をストール負荷よりも小さく設定しているため、エンジンのストールの発生を防止することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明のエンジン発電機付きクレーンの制御方法およびエンジン発電機付きクレーンによれば、コンテナをモータの巻上最大出力で巻き上げることにより、所定巻上速度で運転する時間を長くすることができる。その結果、コンテナの巻上時間を短縮することができ、荷役の効率を向上させることができるという効果を奏する。
また、所定時間かけてモータ出力を巻上最大出力まで増加させるとともに、エンジン出力を制御することにより、エンジン負荷をストール負荷よりも小さくすることができる。その結果、エンジンストールの発生を防止することができ、荷役の効率を向上させることができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
〔第１の実施の形態〕
以下、本発明の第１の実施の形態について図１から図７を参照して説明する。
図１は、本実施の形態に係るクレーンであるトランスファクレーン（エンジン発電機付きクレーン）１の全体構成を示す斜視図である。トランスファクレーン１は備えられたタイヤＲＴにより走行可能なクレーンであって、コンテナ（吊荷）Ｃを目標地点に置かれたコンテナへ段積みするクレーンである。
トランスファクレーン１は、図１に示すように、クレーン走行機体２のガーダ３に沿って水平方向に移動するトロリー４を有し、コンテナＣを把持するスプレッダと呼ばれる吊具５がトロリー４から垂れ下がる複数本の吊ロープ６によって吊り下げられている。吊具５は、トロリー４上に搭載された巻上装置７による吊ロープ６の巻き上げ、繰り出し動作によって昇降可能とされている。また、吊具５は、トロリー４の横行移動に追従してクレーン走行機体２のガーダ３に沿って平行移動可能とされている。
【００２２】
図２は、図１に示したトランスファクレーン１のコンテナＣの昇降に係る制御装置の構成を示すブロック図である。コンテナＣの昇降に係る制御装置は、図２に示すように、マスターコントローラ１１の操作指令に基づいてコンテナＣの昇降動作を制御する制御装置１２と、制御装置１２からの信号を受けてインバータ１９を介してモータ１４を駆動制御するモータ制御部１３と、を備えている。
モータ制御部１３には、モータ１４のトルク電流Ｉを計測する電流計１５が備えられている。モータ１４は上述の巻上装置に備えられ、モータ１４は発電機１８により発電された電力が、変圧器２０およびインバータ１９を介して供給されるように配置されている。発電機１８はエンジン制御部１６に制御されるエンジン１７により駆動されるように配置されている。
【００２３】
図３は、図２に示したモータ１４の出力特性について説明するグラフである。モータ１４の出力特性は、その回転速度により定トルク領域および定出力領域の２つの領域に分かれている。
定トルク領域は、回転速度が０から定格回転速度Ｒ０までの領域である。この領域では、回転速度にかかわらず定格トルクが出力される。定出力領域は、定格回転速度Ｒ０から最大回転速度Ｒｍａｘまでの領域である。この領域では、回転速度に反比例して出力トルクが低下する。
すなわち、モータ１４は回転速度を上げていくと、定格回転速度Ｒ０までは定格トルクを出力することができ、定格回転速度Ｒ０を超えると出力できるトルクが低下し手行く特性を有している。
【００２４】
図４は、図２に示した制御装置１２の詳細について説明する部分ブロック図である。制御装置１２は、図４に示すように、トルク電流ＩとコンテナＣの巻上速度Ｖとからコンテナの重量Ｍを推定する重量算出部２１と、コンテナ重量Ｍ、モータ回転速度Ｒおよびモータ１４が出力可能な最大モータ出力（巻上最大出力）Ｐｍａｘに基づいてコンテナＣの巻上時の加速度および巻上最大速度を算出する演算部２２と、算出された加速度および巻上最大速度に基づいてモータ１４を制御する制御部２３と、を有している。
【００２５】
次に、上記の構成からなるトランスファクレーン１における作用について説明する。
まずトランスファクレーン１は、図１に示すように、吊具５を段積みされたコンテナＣの上に移動させ、吊具５によりコンテナＣを把持する。その後、図２に示すように、マスターコントローラ１１の巻上操作指令に基づいてコンテナＣの巻上動作を行う。
【００２６】
図５は、コンテナＣの巻上速度Ｖについて説明する巻上速度Ｖと時間ｔとの関係を示したグラフである。図６は、コンテナＣの巻上時におけるモータ１４の出力Ｐについて説明するモータ出力Ｐと時間ｔとの関係を示した図である。
コンテナＣの巻上動作が開始されると、図５に示すように、コンテナは巻上速度Ｖが定格巻上速度Ｖ０に到達するまで一定の加速度で巻き上げられる。ここでは、定格巻上速度Ｖ０に到達するまでの時間をｔ１としている。この間モータは、図３に示す定トルク領域で使用されている。また、モータ出力は、図６に示すように、０からＰ０まで線形的に増加している。
なお、定格巻上速度Ｖ０はモータの定格回転速度Ｒ０から求めることができ、この速度Ｖ０がトランスファクレーン１の最大吊荷重量のコンテナを巻き上げるときの速度である。
【００２７】
また、この間に同時にコンテナＣの重量検出が行われる。まず、図２に示すように、モータ回転数が０からＲ０までの間の定トルク領域（図３参照）におけるモータ１４のトルク電流Ｉをモータ制御部１３の電流計１５により検出する。そして、検出したトルク電流Ｉを、図４に示すように、昇降制御装置１２の重量算出部２１に取り込む。重量算出部２１では、コンテナ巻上速度Ｖおよびトルク電流Ｉによりコンテナ重量（吊ロープ、吊具重量を含む）Ｍを推定する。
【００２８】
なお、上述の方法でコンテナＣの重量Ｍを推定する他に、コンテナＣの重量Ｍを検出する荷重計を備え、荷重計により重量Ｍを検出してもよい。
【００２９】
そして、コンテナ巻上速度がＶ０に達した後に、その時点のモータ回転速度Ｒ、推定されたコンテナ重量Ｍおよび最大モータ出力Ｐｍａｘは、演算部２２に取り込まれる。演算部２２においては、推定されたコンテナ重量Ｍに基づいてコンテナ保持トルクが算出され、モータ回転速度Ｒおよび最大モータ出力Ｐｍａｘに基づいて最大トルクが算出される。そして、最大トルク、コンテナ保持トルク、エンジン１７のストール負荷、最大モータ出力Ｐｍａｘに対応するエンジン１７の発電負荷に基づいてモータの出力を最大モータ出力Ｐｍａｘにまで増加させるのに要する加速時間（所定時間）ｔａおよびコンテナＣの巻上加速度等が算出される。
【００３０】
算出された加速時間ｔａは制御部２３に取り込まれる。すると制御部２３は、モータ制御部１３に、図６に示すように、モータの出力が加速時間ｔａ後に最大モータ出力Ｐｍａｘとなる信号を出力する。図６においては、ｔ４−ｔ１が加速時間ｔａを表しており、加速時間ｔａの長さは、エンジン１７がストールを起こさず、最大モータ出力Ｐｍａｘに対応する電力を供給できる回転数にまで上昇するのに要する時間の長さである。そのため、加速時間ｔａはエンジンの特性に依存するが、０．２〜０．３秒程度の時間を例に挙げることができる。
【００３１】
コンテナの巻上速度は、図５に示すように、時間ｔ１の経過後に急速に上昇し、時間ｔ２には、巻上最大速度Ｖｍａｘに到達し、その後は巻上最大速度Ｖｍａｘでコンテナを所定の高さにまで巻き上げる。モータの出力は、図６に示すように、時間ｔ２までは最大モータ出力Ｐｍａｘを維持している。時間ｔ２が経過すると、モータの出力は巻上最大速度Ｖｍａｘを維持するのに必要な出力にまで落とされる。
【００３２】
上記の構成によれば、コンテナＣをモータ１４の最大モータ出力Ｐｍａｘで巻き上げているため、コンテナＣの巻上加速度が大きくなる。そのため、コンテナＣの巻上速度が最大巻上速度Ｖｍａｘに到達するのに要する時間（図５中のｔ２−ｔ１）を、上述の制御を行わなかった場合に要する時間（図５中のｔ３−ｔ１）よりも短縮することができる。その結果、コンテナＣの荷役の効率を向上させることができる
また、モータ１４を最大モータ出力Ｐｍａｘまで使用することができるので、モータパワーを有効に用いることができる。
【００３３】
なお、上述のように、モータ１４の出力を、図６に示すように、最大モータ出力Ｐｍａｘに上げる折れ点Ａのモータ出力ＰＡが、定格回転速度Ｒ０と定トルク領域のトルクＴｍａｘによって決まるモータ出力であっても良いし、それよりも低いモータ出力であっても良い。
折れ点Ａにおけるモータ出力Ｐａが小さくなると、エンジン１７の負荷が小さくなる。そのため、加速時間ｔａを増やすことなく、折れ点Ａにおけるモータ出力の増加量Ｐｄを増やすことができる。図７は、折れ点Ａにおけるモータ出力Ｐａと、加速時間ｔａと、モータ出力の増加量Ｐｄとの関係を示すグラフである。加速時間ｔａは、モータ出力Ｐａが増加するとともに増加する傾向を示している。モータ出力の増加量Ｐｄは、モータ出力Ｐａが増加するとともに減少する傾向を示している。
【００３４】
〔第２の実施の形態〕
次に、本発明の第２の実施形態について図８から図１０を参照して説明する。
本実施の形態のトランスファクレーンの基本構成は、第１の実施の形態と同様であるが、第１の実施の形態とは、コンテナの巻上制御方法が異なっている。よって、本実施の形態においては、図８から図１０を用いてコンテナの巻上制御方法周辺のみを説明し、トランスファクレーンの構成等の説明を省略する。
本実施形態においては、第１の実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付してその説明を省略する。
【００３５】
本実施形態におけるコンテナの巻上制御について説明する。
図８は、コンテナＣの巻上速度Ｖについて説明する巻上速度Ｖと時間ｔとの関係を示したグラフである。図９は、コンテナＣの巻上時におけるモータ１４の出力Ｐについて説明するモータ出力Ｐと時間ｔとの関係を示した図である。
コンテナＣの巻上速度Ｖが定格巻上速度Ｖ０に到達するまでの制御は、第１の実施形態と同様であるので、図８および図９を示して、その説明を省略する。
【００３６】
そして、コンテナ巻上速度がＶ０に達した後に、図１０に示すように、その時点のモータ回転速度Ｒ、推定されたコンテナ重量Ｍおよび巻上モータ出力Ｐ１は、演算部２２に取り込まれる。巻上モータ出力Ｐ１は、最大モータ出力Ｐｍａｘよりも小さな出力であって、本実施形態の巻上制御においては、最大のモータ出力である。また、巻上モータ出力Ｐ１は、エンジンがストールを起こさず発電機が、モータが出力Ｐ１を出力できる電力を発生させることができる出力である。
【００３７】
演算部２２においては、推定されたコンテナ重量Ｍに基づいてコンテナ保持トルクが算出され、モータ回転速度Ｒおよび巻上モータ出力Ｐ１に基づいて最大トルクが算出される。そして、最大トルクおよびコンテナ保持トルクに基づいてモータの出力を巻上モータ出力Ｐ１にまで増加させるのに要する加速時間ｔａ１およびコンテナＣの巻上加速度等が算出される。
巻上モータ出力Ｐ１が、エンジン１７がストールを起こさずに対応する電力を供給できる出力であるため、加速時間ｔａ１の長さは０となる。
【００３８】
コンテナの巻上速度は、図８に示すように、時間ｔ１の経過後に急速に上昇し、時間ｔ４には、巻上最大速度Ｖｍａｘに到達し、その後は巻上最大速度Ｖｍａｘでコンテナを所定の高さにまで巻き上げる。モータの出力は、図９に示すように、時間ｔ４までは巻上モータ出力Ｐ１を維持している。時間ｔ４が経過すると、モータの出力は巻上最大速度Ｖｍａｘを維持するのに必要な出力にまで落とされる。
【００３９】
上記の構成によれば、エンジン１７を最も効率の良い回転数で使用し続けることができるため、トランスファクレーン１としても効率よく使用することができる。
【００４０】
〔第３の実施の形態〕
次に、本発明の第３の実施形態について図１１を参照して説明する。
本実施の形態のトランスファクレーンの基本構成は、第１の実施の形態と同様であるが、第１の実施の形態とは、コンテナの巻上制御方法が異なっている。よって、本実施の形態においては、図１１を用いてコンテナの巻上制御方法周辺のみを説明し、トランスファクレーンの構成等の説明を省略する。
本実施形態においては、第１の実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付してその説明を省略する。
【００４１】
図１１は、本実施形態のトランスファクレーンのコンテナＣの昇降に係る制御装置の構成を示すブロック図である。コンテナＣの昇降に係る制御装置は、図１１に示すように、マスターコントローラ１１の操作指令に基づいてコンテナＣの昇降動作を制御する制御装置５２と、制御装置５２からの信号を受けてインバータ１９を介してモータ１４を駆動制御するモータ制御部１３と、エンジン１７の負荷を検出する負荷検出部５３と、を備えている。
負荷検出部５３は、エンジン１７の回転数を検出するとともに、検出信号を制御部５２に出力するように配置されている。
【００４２】
本実施形態におけるコンテナの巻上制御について説明する。
マスターコントローラ１１からコンテナＣの巻上操作指令が出力されると、昇降制御装置５２は、モータ１４を最大モータ出力Ｐｍａｘで駆動するようモータ制御部１３に信号を出力する。
モータ１４が最大モータ出力Ｐｍａｘを出力しようとすると、エンジン１７にかかる負荷が大きくなりエンジン１７の回転数が低下し始める。エンジン１７の回転数低下は、負荷検出部５３に検出され、負荷信号は昇降制御装置５２に取り込まれる。
【００４３】
昇降制御装置５２は、負荷信号を負荷の大きさによって複数の段階に分けて評価する。負荷信号が、エンジン１７がストールする過負荷の段階よりも１つ負荷の小さな段階に達すると、昇降制御装置５２はエンジン１７の回転数を増加させる信号をエンジン制御部１６に出力する。それと同時に、モータ１４の出力上昇を緩やかにして時間をかける制御信号をモータ制御部１３に出力する。なお、モータ１４の出力上昇にかける時間は、エンジン１４の出力増加特性を考慮することが望ましい。出力増加特性としては、エンジンが回転数増加信号を受け取ってから、実際に出力が増加するまでの時間差を用いることが好ましい。
【００４４】
上記の構成によれば、制御装置５２がエンジン１７の負荷信号に基づいてモータ１４の出力上昇を制御しているため、さまざまな条件下でもエンジン１７のストールを防止することができる。また、負荷信号が過負荷より１つ負荷の小さな段階に達したところで、モータ１４の出力上昇を制御するため、より確実に防止することができる。
【００４５】
なお、負荷検出部５３は、上述のようにエンジン１７の回転数を検出しても良いし、発電機１８により発電された電力の周波数を検出しても良いし、発電された電力の電圧を検出しても良い。
【００４６】
なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記の実施の形態においては、この発明をトランスファクレーンに適用して説明したが、この発明はトランスファクレーンに限られることなく、エンジン付き発電機を搭載し、この発電機により供給される電力を用いて吊荷を巻き上げる各種の移動式クレーンに適用できるものである。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の第１の実施形態にかかるトランスファクレーンの全体構成を示す斜視図である。
【図２】図１に示すトランスファクレーンの制御装置を示すブロック図である。
【図３】図２に示すモータの出力特性を示す図である。
【図４】図２に示す制御装置の詳細を示すブロック図である。
【図５】コンテナ巻上時における巻上速度と時間との関係を示す図である。
【図６】コンテナ巻上時におけるモータの出力と時間との関係を示す図である。
【図７】折れ点におけるモータ出力と加速時間とモータ出力の増加量との関係を示す図である。
【図８】本発明の第２の実施形態におけるコンテナ巻上時における巻上速度と時間との関係を示す図である。
【図９】コンテナ巻上時におけるモータの出力と時間との関係を示す図である。
【図１０】第２の実施形態にかかるトランスファクレーンの昇降制御装置の詳細を示すブロック図である。
【図１１】第３の実施形態にかかるトランスファクレーンの昇降制御装置を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００４８】
１ トランスファクレーン（エンジン発電機付きクレーン）
５ 吊具
６ 吊ロープ
１３ モータ制御部
１４ モータ
１７ エンジン
１８ 発電機
Ｃ コンテナ（吊荷）
Ｐｍａｘ 最大モータ出力（巻上最大出力）
ｔａ 加速時間（所定時間）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジン発電機付きクレーンの制御方法およびエンジン発電機付きクレーンに関する。
【背景技術】
【０００２】
港湾等のヤードにおいては、クレーン装置によって船舶あるいはトレーラへのコンテナの積み込み、及び、船舶あるいはトレーラからのコンテナの積み降ろし等の運搬作業が行われている。これらコンテナの積み込み積み下ろしの際の、コンテナの巻上げ、巻き下げはクレーン装置に備えられたモータにより行われている。
【０００３】
近年においては、ヤードの荷役効率の向上が求められており荷役効率を向上させるさまざまな技術が提案されている。例えば、上述したコンテナの積み込み積み下ろしの効率を向上させるため、コンテナ（吊荷）重量とモータ能力等とに応じて、その巻き上げ速度を変える技術が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。この技術によれば、モータ能力を余すところなく用いることができるとともに、コンテナの積み込み積み下ろしの効率を向上させることができる。
【特許文献１】特開平１１−２４６１８２号公報（第４−５頁、第１図等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述の特許文献１のように、吊荷の重量に応じてその巻上げ速度を変える場合には、まず吊荷の重量を検知して、その後に巻き上げ速度を変える制御が通常行われている。
このように、巻き上げ速度を変更する制御を行うと、実際に吊荷を巻き上げているモータの消費電力も巻き上げ速度の変化に伴い変化する。例えば、巻き上げ速度を急に早くすると、モータの消費電力も急に増加する。
外部から電力が供給されるコンテナクレーン等においては、上述のように消費電力が急に増加しても、電力を安定して供給することができ特に問題が発生しなかった。
【０００５】
しかしながら、モータの消費電力を搭載されたエンジン式発電機で供給するトランスファクレーンやモバイル・ハーバー・クレーン（ＭＨＣ）などにおいては、上述のように消費電力が急に増加すると、エンジンが消費電力の急増に追従できずストールする恐れがあった。つまり、モータの消費電力の急増により発電機を駆動するエンジンの負荷が急増し、この負荷の急増にエンジンが追従できずにストールする恐れがあった。
発電機を駆動するエンジンがストールするとモータへの電力供給が停止するため、荷役作業が中断して作業効率が低下するという問題があった。
【０００６】
また、上記のトランスファクレーン等にバッテリ等のキャパシタを搭載して、消費電力の急増分をキャパシタにより補いエンジンストールを防止する技術も考えられる。しかし、消費電力の急増分を補うことができる容量を有するキャパシタはコストが高いという問題があった。また、上記容量を有するキャパシタは重量が重いという問題があった。これらの問題により、トランスファクレーン等にモータへ電力を供給するキャパシタを搭載することは行われていなかった。
【０００７】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、モータパワーを有効に用いることができるとともに、荷役の効率を向上させることができるエンジン発電機付きクレーンの制御方法およびエンジン発電機付きクレーンを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明は、以下の手段を提供する。
本発明のエンジン発電機付きクレーンの制御方法は、吊荷を把持する吊具と、該吊具を吊り下げる吊ロープと、該吊ロープを巻き上げ、繰り出しすることにより前記吊具を昇降させるモータと、前記モータの駆動用電力を供給する発電機と、該発電機を駆動するエンジンと、を有するエンジン発電機付きクレーンの制御方法であって、前記吊荷を巻き上げる時の前記モータの出力を、巻上時の最大出力である巻上最大出力にまで増加させる際に、前記エンジンにかかる発電負荷が、エンジンがストールを起こす負荷であるストール負荷よりも小さくなるように、所定時間かけて前記モータの出力を前記巻上最大出力まで増加させることを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、吊荷をモータの巻上最大出力で巻き上げているため、吊荷の巻上加速度が大きくなる。そのため、吊荷の巻上速度が所定巻上速度に到達するのに要する時間を短縮することができ、所定巻上速度で運転する時間を長くすることができる。
【００１０】
また、例えば、発電負荷がストール負荷よりも大きい場合には、所定時間の間にエンジンの出力を増加させることにより、発電負荷によるエンジンストールの発生を防止することができる。その結果、モータへの電力供給停止を防止することができ、荷役作業効率の低下を防止することができる。また、もともと発電負荷がストール負荷よりも小さいときには、エンジンの出力を維持することにより、不要なエンジン出力の増加を防止することができる。
また、モータの最大出力に応じた最大出力を有するエンジンを用いることができる。そのため、必要以上に大きな最大出力を有するエンジンを用いる必要がなくなる。
【００１１】
また、上記発明においては、前記巻上最大出力が、前記モータの出力可能な最大モータ出力であることが望ましい。
本発明によれば、吊荷の巻上加速度をより大きくすることができ、巻上速度が所定巻上速度に到達するのに要する時間をより短縮することができ、所定巻上速度で運転する時間を長くすることができる。
【００１２】
さらに、上記発明においては、前記所定時間が、前記巻上最大出力と前記エンジンの特性とに基づいて算出されることが望ましい。
本発明によれば、巻上最大出力に基づいて吊荷の巻上時にエンジンにかかる最大負荷を算出することができる。また、エンジンの特性から、エンジンが算出された最大負荷によりエンジンストールしないように制御するのに要する時間、つまり所定時間を算出することができる。その結果、さまざまな条件においてもエンジンストールの発生を防止することができる。
【００１３】
上記発明においては、前記所定時間が予め設定されていることが望ましい。
本発明によれば、所定時間をその都度算出する場合と比較して、モータの出力をより素早く制御することができる。そのため、制御の遅れによるエンジンストール等の不具合発生を防止することができる。
【００１４】
上記発明においては、前記モータの出力を巻上最大出力にまで増加させる前に、前記吊荷の重量を検出することが望ましい。
本発明によれば、検出した吊荷の重量に基づいて、吊荷の巻上最大速度を算出することができる。また、算出された巻上最大速度に基づいて、モータの巻上最大出力の出力時間を算出することができる。
【００１５】
本発明のエンジン発電機付きクレーンの制御方法は、吊荷を把持する吊具と、該吊具を吊り下げる吊ロープと、該吊ロープを巻き上げ、繰り出しすることにより前記吊具を昇降させるモータと、前記モータの駆動用電力を供給する発電機と、該発電機を駆動するエンジンと、を有するエンジン発電機付きクレーンの制御方法であって、前記吊荷を巻き上げる時の前記モータの出力を、巻上時の最大出力である巻上最大出力にまで増加させる際に、前記エンジンにかかる発電負荷が、エンジンがストールを起こす負荷であるストール負荷よりも小さくなるように、前記巻上最大出力を設定することを特徴とする。
本発明によれば、巻上最大出力をストール負荷よりも小さく設定しているため、エンジンのストールの発生を防止することができる。
【００１６】
本発明のエンジン発電機付きクレーンは、吊荷を保持する吊具と、該吊具を吊り下げる吊ロープと、該吊ロープを巻き上げ、繰り出しすることにより前記吊具を昇降させるモータと、該モータを駆動する電力を供給する発電機と、該発電機を駆動するエンジンと、を有するエンジン発電機付きクレーンであって、前記モータの出力を制御するモータ制御部と、前記エンジンの出力を制御するエンジン制御部と、を備え、前記エンジンにかかるエンジン負荷が、エンジンがストールを起こす負荷であるストール負荷よりも小さくなるように、所定時間をかけて、前記モータ制御部が前記モータの出力を巻上時の最大出力である巻上最大出力まで増加させることを特徴とする。
【００１７】
本発明によれば、モータ制御部により、吊荷をモータの巻上最大出力で巻き上げるよう制御しているため、吊荷の巻上加速度が大きくなる。そのため、吊荷の巻上速度が所定巻上速度に到達するのに要する時間を短縮することができ、所定巻上速度で運転する時間を長くすることができる。
【００１８】
また、例えば、エンジン負荷がストール負荷よりも大きい場合には、所定時間の間に、エンジン制御部がエンジンの出力を増加させることにより、ストール負荷の値を大きくすることができる。そのため、エンジン負荷をストール負荷よりも小さくすることができ、エンジンストールの発生を防止することができる。その結果、モータへの電力供給停止を防止することができ、荷役作業効率の低下を防止することができる。また、もともとエンジン負荷がストール負荷よりも小さいときには、エンジン制御部がエンジンの出力を維持することにより、エンジンストールの発生を防止することができる。
【００１９】
本発明のエンジン発電機付きクレーンは、吊荷を保持する吊具と、該吊具を吊り下げる吊ロープと、該吊ロープを巻き上げ、繰り出しすることにより前記吊具を昇降させるモータと、該モータを駆動する電力を供給する発電機と、該発電機を駆動するエンジンと、を有するエンジン発電機付きクレーンであって、前記モータの出力を巻上時の最大出力である巻上最大出力とするときに必要となる前記エンジンの発電負荷が、エンジンがストールを起こすストール負荷よりも小さくなるように前記巻上最大出力を設定することを特徴とする。
本発明によれば、巻上最大出力をストール負荷よりも小さく設定しているため、エンジンのストールの発生を防止することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明のエンジン発電機付きクレーンの制御方法およびエンジン発電機付きクレーンによれば、コンテナをモータの巻上最大出力で巻き上げることにより、所定巻上速度で運転する時間を長くすることができる。その結果、コンテナの巻上時間を短縮することができ、荷役の効率を向上させることができるという効果を奏する。
また、所定時間かけてモータ出力を巻上最大出力まで増加させるとともに、エンジン出力を制御することにより、エンジン負荷をストール負荷よりも小さくすることができる。その結果、エンジンストールの発生を防止することができ、荷役の効率を向上させることができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
〔第１の実施の形態〕
以下、本発明の第１の実施の形態について図１から図７を参照して説明する。
図１は、本実施の形態に係るクレーンであるトランスファクレーン（エンジン発電機付きクレーン）１の全体構成を示す斜視図である。トランスファクレーン１は備えられたタイヤＲＴにより走行可能なクレーンであって、コンテナ（吊荷）Ｃを目標地点に置かれたコンテナへ段積みするクレーンである。
トランスファクレーン１は、図１に示すように、クレーン走行機体２のガーダ３に沿って水平方向に移動するトロリー４を有し、コンテナＣを把持するスプレッダと呼ばれる吊具５がトロリー４から垂れ下がる複数本の吊ロープ６によって吊り下げられている。吊具５は、トロリー４上に搭載された巻上装置７による吊ロープ６の巻き上げ、繰り出し動作によって昇降可能とされている。また、吊具５は、トロリー４の横行移動に追従してクレーン走行機体２のガーダ３に沿って平行移動可能とされている。
【００２２】
図２は、図１に示したトランスファクレーン１のコンテナＣの昇降に係る制御装置の構成を示すブロック図である。コンテナＣの昇降に係る制御装置は、図２に示すように、マスターコントローラ１１の操作指令に基づいてコンテナＣの昇降動作を制御する制御装置１２と、制御装置１２からの信号を受けてインバータ１９を介してモータ１４を駆動制御するモータ制御部１３と、を備えている。
モータ制御部１３には、モータ１４のトルク電流Ｉを計測する電流計１５が備えられている。モータ１４は上述の巻上装置に備えられ、モータ１４は発電機１８により発電された電力が、変圧器２０およびインバータ１９を介して供給されるように配置されている。発電機１８はエンジン制御部１６に制御されるエンジン１７により駆動されるように配置されている。
【００２３】
図３は、図２に示したモータ１４の出力特性について説明するグラフである。モータ１４の出力特性は、その回転速度により定トルク領域および定出力領域の２つの領域に分かれている。
定トルク領域は、回転速度が０から定格回転速度Ｒ０までの領域である。この領域では、回転速度にかかわらず定格トルクが出力される。定出力領域は、定格回転速度Ｒ０から最大回転速度Ｒｍａｘまでの領域である。この領域では、回転速度に反比例して出力トルクが低下する。
すなわち、モータ１４は回転速度を上げていくと、定格回転速度Ｒ０までは定格トルクを出力することができ、定格回転速度Ｒ０を超えると出力できるトルクが低下し手行く特性を有している。
【００２４】
図４は、図２に示した制御装置１２の詳細について説明する部分ブロック図である。制御装置１２は、図４に示すように、トルク電流ＩとコンテナＣの巻上速度Ｖとからコンテナの重量Ｍを推定する重量算出部２１と、コンテナ重量Ｍ、モータ回転速度Ｒおよびモータ１４が出力可能な最大モータ出力（巻上最大出力）Ｐｍａｘに基づいてコンテナＣの巻上時の加速度および巻上最大速度を算出する演算部２２と、算出された加速度および巻上最大速度に基づいてモータ１４を制御する制御部２３と、を有している。
【００２５】
次に、上記の構成からなるトランスファクレーン１における作用について説明する。
まずトランスファクレーン１は、図１に示すように、吊具５を段積みされたコンテナＣの上に移動させ、吊具５によりコンテナＣを把持する。その後、図２に示すように、マスターコントローラ１１の巻上操作指令に基づいてコンテナＣの巻上動作を行う。
【００２６】
図５は、コンテナＣの巻上速度Ｖについて説明する巻上速度Ｖと時間ｔとの関係を示したグラフである。図６は、コンテナＣの巻上時におけるモータ１４の出力Ｐについて説明するモータ出力Ｐと時間ｔとの関係を示した図である。
コンテナＣの巻上動作が開始されると、図５に示すように、コンテナは巻上速度Ｖが定格巻上速度Ｖ０に到達するまで一定の加速度で巻き上げられる。ここでは、定格巻上速度Ｖ０に到達するまでの時間をｔ１としている。この間モータは、図３に示す定トルク領域で使用されている。また、モータ出力は、図６に示すように、０からＰ０まで線形的に増加している。
なお、定格巻上速度Ｖ０はモータの定格回転速度Ｒ０から求めることができ、この速度Ｖ０がトランスファクレーン１の最大吊荷重量のコンテナを巻き上げるときの速度である。
【００２７】
また、この間に同時にコンテナＣの重量検出が行われる。まず、図２に示すように、モータ回転数が０からＲ０までの間の定トルク領域（図３参照）におけるモータ１４のトルク電流Ｉをモータ制御部１３の電流計１５により検出する。そして、検出したトルク電流Ｉを、図４に示すように、昇降制御装置１２の重量算出部２１に取り込む。重量算出部２１では、コンテナ巻上速度Ｖおよびトルク電流Ｉによりコンテナ重量（吊ロープ、吊具重量を含む）Ｍを推定する。
【００２８】
なお、上述の方法でコンテナＣの重量Ｍを推定する他に、コンテナＣの重量Ｍを検出する荷重計を備え、荷重計により重量Ｍを検出してもよい。
【００２９】
そして、コンテナ巻上速度がＶ０に達した後に、その時点のモータ回転速度Ｒ、推定されたコンテナ重量Ｍおよび最大モータ出力Ｐｍａｘは、演算部２２に取り込まれる。演算部２２においては、推定されたコンテナ重量Ｍに基づいてコンテナ保持トルクが算出され、モータ回転速度Ｒおよび最大モータ出力Ｐｍａｘに基づいて最大トルクが算出される。そして、最大トルク、コンテナ保持トルク、エンジン１７のストール負荷、最大モータ出力Ｐｍａｘに対応するエンジン１７の発電負荷に基づいてモータの出力を最大モータ出力Ｐｍａｘにまで増加させるのに要する加速時間（所定時間）ｔａおよびコンテナＣの巻上加速度等が算出される。
【００３０】
算出された加速時間ｔａは制御部２３に取り込まれる。すると制御部２３は、モータ制御部１３に、図６に示すように、モータの出力が加速時間ｔａ後に最大モータ出力Ｐｍａｘとなる信号を出力する。図６においては、ｔ４−ｔ１が加速時間ｔａを表しており、加速時間ｔａの長さは、エンジン１７がストールを起こさず、最大モータ出力Ｐｍａｘに対応する電力を供給できる回転数にまで上昇するのに要する時間の長さである。そのため、加速時間ｔａはエンジンの特性に依存するが、０．２〜０．３秒程度の時間を例に挙げることができる。
【００３１】
コンテナの巻上速度は、図５に示すように、時間ｔ１の経過後に急速に上昇し、時間ｔ２には、巻上最大速度Ｖｍａｘに到達し、その後は巻上最大速度Ｖｍａｘでコンテナを所定の高さにまで巻き上げる。モータの出力は、図６に示すように、時間ｔ２までは最大モータ出力Ｐｍａｘを維持している。時間ｔ２が経過すると、モータの出力は巻上最大速度Ｖｍａｘを維持するのに必要な出力にまで落とされる。
【００３２】
上記の構成によれば、コンテナＣをモータ１４の最大モータ出力Ｐｍａｘで巻き上げているため、コンテナＣの巻上加速度が大きくなる。そのため、コンテナＣの巻上速度が最大巻上速度Ｖｍａｘに到達するのに要する時間（図５中のｔ２−ｔ１）を、上述の制御を行わなかった場合に要する時間（図５中のｔ３−ｔ１）よりも短縮することができる。その結果、コンテナＣの荷役の効率を向上させることができる
また、モータ１４を最大モータ出力Ｐｍａｘまで使用することができるので、モータパワーを有効に用いることができる。
【００３３】
なお、上述のように、モータ１４の出力を、図６に示すように、最大モータ出力Ｐｍａｘに上げる折れ点Ａのモータ出力ＰＡが、定格回転速度Ｒ０と定トルク領域のトルクＴｍａｘによって決まるモータ出力であっても良いし、それよりも低いモータ出力であっても良い。
折れ点Ａにおけるモータ出力Ｐａが小さくなると、エンジン１７の負荷が小さくなる。そのため、加速時間ｔａを増やすことなく、折れ点Ａにおけるモータ出力の増加量Ｐｄを増やすことができる。図７は、折れ点Ａにおけるモータ出力Ｐａと、加速時間ｔａと、モータ出力の増加量Ｐｄとの関係を示すグラフである。加速時間ｔａは、モータ出力Ｐａが増加するとともに増加する傾向を示している。モータ出力の増加量Ｐｄは、モータ出力Ｐａが増加するとともに減少する傾向を示している。
【００３４】
〔第２の実施の形態〕
次に、本発明の第２の実施形態について図８から図１０を参照して説明する。
本実施の形態のトランスファクレーンの基本構成は、第１の実施の形態と同様であるが、第１の実施の形態とは、コンテナの巻上制御方法が異なっている。よって、本実施の形態においては、図８から図１０を用いてコンテナの巻上制御方法周辺のみを説明し、トランスファクレーンの構成等の説明を省略する。
本実施形態においては、第１の実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付してその説明を省略する。
【００３５】
本実施形態におけるコンテナの巻上制御について説明する。
図８は、コンテナＣの巻上速度Ｖについて説明する巻上速度Ｖと時間ｔとの関係を示したグラフである。図９は、コンテナＣの巻上時におけるモータ１４の出力Ｐについて説明するモータ出力Ｐと時間ｔとの関係を示した図である。
コンテナＣの巻上速度Ｖが定格巻上速度Ｖ０に到達するまでの制御は、第１の実施形態と同様であるので、図８および図９を示して、その説明を省略する。
【００３６】
そして、コンテナ巻上速度がＶ０に達した後に、図１０に示すように、その時点のモータ回転速度Ｒ、推定されたコンテナ重量Ｍおよび巻上モータ出力Ｐ１は、演算部２２に取り込まれる。巻上モータ出力Ｐ１は、最大モータ出力Ｐｍａｘよりも小さな出力であって、本実施形態の巻上制御においては、最大のモータ出力である。また、巻上モータ出力Ｐ１は、エンジンがストールを起こさず発電機が、モータが出力Ｐ１を出力できる電力を発生させることができる出力である。
【００３７】
演算部２２においては、推定されたコンテナ重量Ｍに基づいてコンテナ保持トルクが算出され、モータ回転速度Ｒおよび巻上モータ出力Ｐ１に基づいて最大トルクが算出される。そして、最大トルクおよびコンテナ保持トルクに基づいてモータの出力を巻上モータ出力Ｐ１にまで増加させるのに要する加速時間ｔａ１およびコンテナＣの巻上加速度等が算出される。
巻上モータ出力Ｐ１が、エンジン１７がストールを起こさずに対応する電力を供給できる出力であるため、加速時間ｔａ１の長さは０となる。
【００３８】
コンテナの巻上速度は、図８に示すように、時間ｔ１の経過後に急速に上昇し、時間ｔ４には、巻上最大速度Ｖｍａｘに到達し、その後は巻上最大速度Ｖｍａｘでコンテナを所定の高さにまで巻き上げる。モータの出力は、図９に示すように、時間ｔ４までは巻上モータ出力Ｐ１を維持している。時間ｔ４が経過すると、モータの出力は巻上最大速度Ｖｍａｘを維持するのに必要な出力にまで落とされる。
【００３９】
上記の構成によれば、エンジン１７を最も効率の良い回転数で使用し続けることができるため、トランスファクレーン１としても効率よく使用することができる。
【００４０】
〔第３の実施の形態〕
次に、本発明の第３の実施形態について図１１を参照して説明する。
本実施の形態のトランスファクレーンの基本構成は、第１の実施の形態と同様であるが、第１の実施の形態とは、コンテナの巻上制御方法が異なっている。よって、本実施の形態においては、図１１を用いてコンテナの巻上制御方法周辺のみを説明し、トランスファクレーンの構成等の説明を省略する。
本実施形態においては、第１の実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付してその説明を省略する。
【００４１】
図１１は、本実施形態のトランスファクレーンのコンテナＣの昇降に係る制御装置の構成を示すブロック図である。コンテナＣの昇降に係る制御装置は、図１１に示すように、マスターコントローラ１１の操作指令に基づいてコンテナＣの昇降動作を制御する制御装置５２と、制御装置５２からの信号を受けてインバータ１９を介してモータ１４を駆動制御するモータ制御部１３と、エンジン１７の負荷を検出する負荷検出部５３と、を備えている。
負荷検出部５３は、エンジン１７の回転数を検出するとともに、検出信号を制御部５２に出力するように配置されている。
【００４２】
本実施形態におけるコンテナの巻上制御について説明する。
マスターコントローラ１１からコンテナＣの巻上操作指令が出力されると、昇降制御装置５２は、モータ１４を最大モータ出力Ｐｍａｘで駆動するようモータ制御部１３に信号を出力する。
モータ１４が最大モータ出力Ｐｍａｘを出力しようとすると、エンジン１７にかかる負荷が大きくなりエンジン１７の回転数が低下し始める。エンジン１７の回転数低下は、負荷検出部５３に検出され、負荷信号は昇降制御装置５２に取り込まれる。
【００４３】
昇降制御装置５２は、負荷信号を負荷の大きさによって複数の段階に分けて評価する。負荷信号が、エンジン１７がストールする過負荷の段階よりも１つ負荷の小さな段階に達すると、昇降制御装置５２はエンジン１７の回転数を増加させる信号をエンジン制御部１６に出力する。それと同時に、モータ１４の出力上昇を緩やかにして時間をかける制御信号をモータ制御部１３に出力する。なお、モータ１４の出力上昇にかける時間は、エンジン１４の出力増加特性を考慮することが望ましい。出力増加特性としては、エンジンが回転数増加信号を受け取ってから、実際に出力が増加するまでの時間差を用いることが好ましい。
【００４４】
上記の構成によれば、制御装置５２がエンジン１７の負荷信号に基づいてモータ１４の出力上昇を制御しているため、さまざまな条件下でもエンジン１７のストールを防止することができる。また、負荷信号が過負荷より１つ負荷の小さな段階に達したところで、モータ１４の出力上昇を制御するため、より確実に防止することができる。
【００４５】
なお、負荷検出部５３は、上述のようにエンジン１７の回転数を検出しても良いし、発電機１８により発電された電力の周波数を検出しても良いし、発電された電力の電圧を検出しても良い。
【００４６】
なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記の実施の形態においては、この発明をトランスファクレーンに適用して説明したが、この発明はトランスファクレーンに限られることなく、エンジン付き発電機を搭載し、この発電機により供給される電力を用いて吊荷を巻き上げる各種の移動式クレーンに適用できるものである。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の第１の実施形態にかかるトランスファクレーンの全体構成を示す斜視図である。
【図２】図１に示すトランスファクレーンの制御装置を示すブロック図である。
【図３】図２に示すモータの出力特性を示す図である。
【図４】図２に示す制御装置の詳細を示すブロック図である。
【図５】コンテナ巻上時における巻上速度と時間との関係を示す図である。
【図６】コンテナ巻上時におけるモータの出力と時間との関係を示す図である。
【図７】折れ点におけるモータ出力と加速時間とモータ出力の増加量との関係を示す図である。
【図８】本発明の第２の実施形態におけるコンテナ巻上時における巻上速度と時間との関係を示す図である。
【図９】コンテナ巻上時におけるモータの出力と時間との関係を示す図である。
【図１０】第２の実施形態にかかるトランスファクレーンの昇降制御装置の詳細を示すブロック図である。
【図１１】第３の実施形態にかかるトランスファクレーンの昇降制御装置を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００４８】
１ トランスファクレーン（エンジン発電機付きクレーン）
５ 吊具
６ 吊ロープ
１３ モータ制御部
１４ モータ
１７ エンジン
１８ 発電機
Ｃ コンテナ（吊荷）
Ｐｍａｘ 最大モータ出力（巻上最大出力）
ｔａ 加速時間（所定時間）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吊荷を把持する吊具と、該吊具を吊り下げる吊ロープと、該吊ロープを巻き上げ、繰り出しすることにより前記吊具を昇降させるモータと、前記モータの駆動用電力を供給する発電機と、該発電機を駆動するエンジンと、を有するエンジン発電機付きクレーンの制御方法であって、
前記吊荷を巻き上げる時の前記モータの出力を、巻上時の最大出力である巻上最大出力にまで増加させる際に、
前記エンジンにかかる発電負荷が、エンジンがストールを起こす負荷であるストール負荷よりも小さくなるように、所定時間かけて前記モータの出力を前記巻上最大出力まで増加させることを特徴とするエンジン発電機付きクレーンの制御方法。
【請求項２】
前記巻上最大出力が、前記モータの出力可能な最大モータ出力であることを特徴とする請求項１記載のエンジン発電機付きクレーンの制御方法。
【請求項３】
前記所定時間が、前記巻上最大出力と前記エンジンの特性とに基づいて算出されることを特徴とする請求項１または２に記載のエンジン発電機付きクレーンの制御方法。
【請求項４】
前記所定時間が予め設定されていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のエンジン発電機付きクレーンの制御方法。
【請求項５】
前記モータの出力を巻上最大出力にまで増加させる前に、前記吊荷の重量を検出することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のエンジン発電機付きクレーンの制御方法。
【請求項６】
吊荷を把持する吊具と、該吊具を吊り下げる吊ロープと、該吊ロープを巻き上げ、繰り出しすることにより前記吊具を昇降させるモータと、前記モータの駆動用電力を供給する発電機と、該発電機を駆動するエンジンと、を有するエンジン発電機付きクレーンの制御方法であって、
前記吊荷を巻き上げる時の前記モータの出力を、巻上時の最大出力である巻上最大出力にまで増加させる際に、
前記エンジンにかかる発電負荷が、エンジンがストールを起こす負荷であるストール負荷よりも小さくなるように、前記巻上最大出力を設定することを特徴とするエンジン発電機付きクレーンの制御方法。
【請求項７】
吊荷を保持する吊具と、該吊具を吊り下げる吊ロープと、該吊ロープを巻き上げ、繰り出しすることにより前記吊具を昇降させるモータと、該モータを駆動する電力を供給する発電機と、該発電機を駆動するエンジンと、を有するエンジン発電機付きクレーンであって、
前記モータの出力を制御するモータ制御部と、前記エンジンの出力を制御するエンジン制御部と、を備え、
前記エンジンにかかるエンジン負荷が、エンジンがストールを起こす負荷であるストール負荷よりも小さくなるように、所定時間をかけて、前記モータ制御部が前記モータの出力を巻上時の最大出力である巻上最大出力まで増加させることを特徴とするエンジン発電機付きクレーン。
【請求項８】
吊荷を保持する吊具と、該吊具を吊り下げる吊ロープと、該吊ロープを巻き上げ、繰り出しすることにより前記吊具を昇降させるモータと、該モータを駆動する電力を供給する発電機と、該発電機を駆動するエンジンと、を有するエンジン発電機付きクレーンであって、
前記モータの出力を巻上時の最大出力である巻上最大出力とするときに必要となる前記エンジンの発電負荷が、エンジンがストールを起こすストール負荷よりも小さくなるように前記巻上最大出力を設定することを特徴とするエンジン発電機付きクレーン。
【請求項１】
吊荷を把持する吊具と、該吊具を吊り下げる吊ロープと、該吊ロープを巻き上げ、繰り出しすることにより前記吊具を昇降させるモータと、前記モータの駆動用電力を供給する発電機と、該発電機を駆動するエンジンと、を有するエンジン発電機付きクレーンの制御方法であって、
前記吊荷を巻き上げる時の前記モータの出力を、巻上時の最大出力である巻上最大出力にまで増加させる際に、
前記エンジンにかかる発電負荷が、エンジンがストールを起こす負荷であるストール負荷よりも小さくなるように、所定時間かけて前記モータの出力を前記巻上最大出力まで増加させることを特徴とするエンジン発電機付きクレーンの制御方法。
【請求項２】
前記巻上最大出力が、前記モータの出力可能な最大モータ出力であることを特徴とする請求項１記載のエンジン発電機付きクレーンの制御方法。
【請求項３】
前記所定時間が、前記巻上最大出力と前記エンジンの特性とに基づいて算出されることを特徴とする請求項１または２に記載のエンジン発電機付きクレーンの制御方法。
【請求項４】
前記所定時間が予め設定されていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のエンジン発電機付きクレーンの制御方法。
【請求項５】
前記モータの出力を巻上最大出力にまで増加させる前に、前記吊荷の重量を検出することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のエンジン発電機付きクレーンの制御方法。
【請求項６】
吊荷を把持する吊具と、該吊具を吊り下げる吊ロープと、該吊ロープを巻き上げ、繰り出しすることにより前記吊具を昇降させるモータと、前記モータの駆動用電力を供給する発電機と、該発電機を駆動するエンジンと、を有するエンジン発電機付きクレーンの制御方法であって、
前記吊荷を巻き上げる時の前記モータの出力を、巻上時の最大出力である巻上最大出力にまで増加させる際に、
前記エンジンにかかる発電負荷が、エンジンがストールを起こす負荷であるストール負荷よりも小さくなるように、前記巻上最大出力を設定することを特徴とするエンジン発電機付きクレーンの制御方法。
【請求項７】
吊荷を保持する吊具と、該吊具を吊り下げる吊ロープと、該吊ロープを巻き上げ、繰り出しすることにより前記吊具を昇降させるモータと、該モータを駆動する電力を供給する発電機と、該発電機を駆動するエンジンと、を有するエンジン発電機付きクレーンであって、
前記モータの出力を制御するモータ制御部と、前記エンジンの出力を制御するエンジン制御部と、を備え、
前記エンジンにかかるエンジン負荷が、エンジンがストールを起こす負荷であるストール負荷よりも小さくなるように、所定時間をかけて、前記モータ制御部が前記モータの出力を巻上時の最大出力である巻上最大出力まで増加させることを特徴とするエンジン発電機付きクレーン。
【請求項８】
吊荷を保持する吊具と、該吊具を吊り下げる吊ロープと、該吊ロープを巻き上げ、繰り出しすることにより前記吊具を昇降させるモータと、該モータを駆動する電力を供給する発電機と、該発電機を駆動するエンジンと、を有するエンジン発電機付きクレーンであって、
前記モータの出力を巻上時の最大出力である巻上最大出力とするときに必要となる前記エンジンの発電負荷が、エンジンがストールを起こすストール負荷よりも小さくなるように前記巻上最大出力を設定することを特徴とするエンジン発電機付きクレーン。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００６−７６７４７（Ｐ２００６−７６７４７Ａ）
【公開日】平成１８年３月２３日（２００６．３．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２６３９４７（Ｐ２００４−２６３９４７）
【出願日】平成１６年９月１０日（２００４．９．１０）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年３月２３日（２００６．３．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年９月１０日（２００４．９．１０）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]