(57)【要約】【課題】エンジン発電機におけるアイドリング時間を長くすることができ、クレーン装置における燃費の改善を図ることができる、クレーン制御装置及びクレーン装置を提供する。【解決手段】運転モードを、蓄電池５２から負荷３０及び４０に電力を供給する運転モードＡ、負荷３０から回生される回生電力により蓄電池５２を充電する運転モードＢ、発電機２１及び蓄電池５２から負荷３０及び４０に電力を供給する運転モードＣ、発電機２１から蓄電池５２を充電する運転モードＤを切り替える。そして、運転モードＣでは、蓄電池５２から所定の電流値の放電電流と、発電機２１の発電電流を負荷３０及び４０に対して供給する。運転モードＣでは、負荷に対して所定の電流値以上の負荷電流が必要とされる場合に、蓄電装置からの放電電流と、発電機の発電電流を前記負荷に供給する。【選択図】図２
2011111278.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原動機により駆動される発電機と、
荷役作業を行う装置となる複数の負荷と、
前記発電機に接続され前記負荷に電力を供給する蓄電池を有する蓄電装置と、
前記発電機と前記蓄電装置と前記複数の負荷とを制御する制御部と、
から構成され、
前記制御部は、
前記発電機からの電力を遮断して前記蓄電装置から前記負荷に電力を供給する蓄電池給電モードである運転モードＡ、
前記負荷から回生される回生電力により前記蓄電池を充電する負荷回生モードである運転モードＢ、
前記発電機及び前記蓄電装置から前記負荷に電力を供給する並列給電モードである運転モードＣ、
前記発電機から前記蓄電池を充電する運転モードＤのいずれかの制御モードに切り替える機能を有し、
前記運転モードＣでは、
前記負荷に対して所定の電流値以上の負荷電流が必要とされる場合に、前記蓄電装置からの放電電流と、前記発電機の発電電流を前記負荷に供給する
ことを特徴とするクレーン制御装置。
【請求項２】
前記制御部は、
前記負荷を駆動する巻速度指令値に応じて、前記放電電流を制御する
ことを特徴とする請求項１に記載のクレーン制御装置。
【請求項３】
前記制御部は、
前記運転モードＡと運転モードＢの切り替えを、前記巻速度指令値に応じて行う
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のクレーン制御装置。
【請求項４】
前記制御部は、
前記運転モードＡと運転モードＣの切り替えを、前記巻速度指令値に応じて行う
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載のクレーン制御装置。
【請求項５】
前記制御部は、
前記運転モードＡと運転モードＤの切り替えを、前記蓄電池の充電状態に応じて行う
ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載のクレーン制御装置。
【請求項６】
前記制御部は、
前記蓄電池の温度に応じて前記放電電流を調整する
ことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載のクレーン制御装置。
【請求項７】
前記蓄電装置から出力される所定の放電電流は、
前記負荷に供給される電圧に応じた電圧電流特性により定められる
ことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載のクレーン制御装置。
【請求項８】
原動機により駆動される発電機と、
荷役作業を行う装置となる複数の負荷と、
前記発電機に接続され前記負荷に電力を供給する蓄電池を有する蓄電装置と、
前記発電機と前記蓄電装置と前記複数の負荷とを制御する制御部と、
から構成され、
前記制御部は、
前記発電機からの電力を遮断して前記蓄電装置から前記負荷に電力を供給する蓄電池給電モードである運転モードＡ、
前記負荷から回生される回生電力により前記蓄電池を充電する負荷回生モードである運転モードＢ、
前記発電機及び前記蓄電装置から前記負荷に電力を供給する並列給電モードである運転モードＣ、
前記発電機から前記蓄電池を充電する運転モードＤのいずれかの制御モードに切り替える機能を有し、
前記負荷を駆動する巻速度指令値と前記蓄電池の充電状態とに応じて、前記運転モードＣと前記運転モードＤとを切り替える
ことを特徴とするクレーン制御装置。
【請求項９】
前記運転モードＤは、補機のみを負荷とする
ことを特徴とする請求項８に記載のクレーン制御装置。
【請求項１０】
前記補機のみを負荷とする条件は、前記蓄電池に回生を行わない負荷或いは回生を行わないモータの運転を含む
ことを特徴とする請求項９に記載のクレーン制御装置。
【請求項１１】
前記請求項１から請求項１０のいずれかに示したクレーン制御装置と、
前記負荷として駆動され、前記制御部から出力される運転指令に応じて駆動されるモータと、
前記制御部により駆動制御される補機と、
を備えることを特徴とするクレーン装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンテナ等の荷物の積み降ろし、積み込み等の運搬時に用いられるクレーン装置のクレーン制御装置、及びクレーン装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
港湾等においては、クレーン装置によって船舶或いはトレーラへのコンテナの積み込み及び船舶或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。この種のクレーン装置としては、車輪によって路面上を自走するレーンが知られている。このクレーンは、上部に昇降装置を有する門型に構成された架台の両下端部に車輪が設けられて、この車輪によって走行可能とされたもので、車輪を駆動させるための走行モータ、コンテナを吊り上げるための巻き取りモータ、吊り上げたコンテナを水平方向へ移動させる横行モータを有している。そして、このクレーンには、エンジン発電機が搭載されており、このエンジン発電機によって発電した電力を各モータへ供給している。
【０００３】
ところで、エンジン発電機によって発電した電力により各モータを駆動する場合、クレーン作業の中で、実際に吊り作業を行っていない荷役待機中の場合であっても、エンジンの運転を継続しなければならない。すなわち、荷役待機中の場合であっても、照明装置、空調設備等の補機を駆動したり、巻上クラッチ、巻上ブレーキ等の補機の油圧ポンプ等を駆動したりするための電力を供給するエンジン発電機の運転を継続することが必要とされ、エンジン発電機は、エンジンを所謂アイドリング状態にして発電し続けなければならない。
【０００４】
この荷役待機中の場合では、効率（燃料消費率）の悪い低負荷領域でエンジンを運転することになり、エネルギーロスが大きくて燃費が悪いというだけでなく、排気ガス、騒音等が生じていた。そこで、省エネルギー化、環境保全対策を図るために蓄電池装置を備えるクレーンの開発が進められている。
【０００５】
なお、関連するクレーン装置及びクレーン制御方法がある（特許文献１を参照）。この特許文献１クレーン装置は、蓄電装置の蓄電電力を補機設備で利用することを目的としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−２４７５９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
また、特許文献１のクレーン装置は、エンジン発電装置又はインバータから共通母線に出力された余剰電力を蓄電装置に蓄電して、直流電力の不足時に当該蓄電電力を共通母線へ出力し、インバータにより、共通母線上の直流電力を交流電力に変換して当該クレーン装置の補機設備へ供給している。しかしながら、この特許文献１のクレーン装置は、低負荷時に発電機の回転数を抑えることで燃費を改善する発明であり、より燃費の改善に効果があるアイドリング時間の長期化を実現する発明ではない。また、そのような構成とはなっていない。
【０００８】
本発明は、斯かる実情に鑑みなされたものであり、本発明の目的は、原動機により駆動される発電機（エンジン発電機）に接続された蓄電装置を有効に活用して、原動機のアイドリング時間を長くすることができ、クレーン装置における燃費の改善を図ることができる、クレーン制御装置及びクレーン装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、本発明のクレーン制御装置は、原動機により駆動される発電機と、荷役作業を行う装置となる複数の負荷と、前記発電機に接続され前記負荷に電力を供給する蓄電池を有する蓄電装置と、前記発電機と前記蓄電装置と前記複数の負荷とを制御する制御部と、から構成され、前記制御部は、前記発電機からの電力を遮断して前記蓄電装置から前記負荷に電力を供給する蓄電池給電モードである運転モードＡ、前記負荷から回生される回生電力により前記蓄電池を充電する負荷回生モードである運転モードＢ、前記発電機及び前記蓄電装置から前記負荷に電力を供給する並列給電モードである運転モードＣ、前記発電機から前記蓄電池を充電する運転モードＤのいずれかの制御モードに切り替える機能を有し、前記運転モードＣでは、  前記負荷に対して所定の電流値以上の負荷電流が必要とされる場合に、前記蓄電装置からの放電電流と、前記発電機の発電電流を前記負荷に供給することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明のクレーン制御装置は、前記制御部は、前記負荷を駆動する巻速度指令値に応じて、前記放電電流を制御することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明のクレーン制御装置は、前記制御部は、前記運転モードＡと運転モードＢの切り替えを、前記巻速度指令値に応じて行うことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明のクレーン制御装置は、前記制御部は、前記運転モードＡと運転モードＣの切り替えを、前記巻速度指令値に応じて行うことを特徴とする。
【００１３】
また、本発明のクレーン制御装置は、前記制御部は、前記運転モードＡと運転モードＤの切り替えを、前記蓄電池の充電状態に応じて行うことを特徴とする。
【００１４】
また、本発明のクレーン制御装置は、前記制御部は、前記蓄電池の温度に応じて前記放電電流を調整することを特徴とする。
【００１５】
また、本発明のクレーン制御装置は、前記蓄電装置から出力される所定の放電電流は、前記負荷に供給される電圧に応じた電圧電流特性により定められることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明のクレーン制御装置は、原動機により駆動される発電機と、荷役作業を行う装置となる複数の負荷と、前記発電機に接続され前記負荷に電力を供給する蓄電池を有する蓄電装置と、前記発電機と前記蓄電装置と前記複数の負荷とを制御する制御部と、から構成され、前記制御部は、前記発電機からの電力を遮断して前記蓄電装置から前記負荷に電力を供給する蓄電池給電モードである運転モードＡ、前記負荷から回生される回生電力により前記蓄電池を充電する負荷回生モードである運転モードＢ、前記発電機及び前記蓄電装置から前記負荷に電力を供給する並列給電モードである運転モードＣ、前記発電機から前記蓄電池を充電する運転モードＤのいずれかの制御モードに切り替える機能を有し、前記負荷を駆動する巻速度指令値と前記蓄電池の充電状態とに応じて、前記運転モードＣと前記運転モードＤとを切り替えることを特徴とする。
【００１７】
また、本発明のクレーン制御装置は、前記運転モードＤは、補機のみを負荷とすることを特徴とする。
【００１８】
また、本発明のクレーン制御装置は、前記補機のみを負荷とする条件は、前記蓄電池に回生を行わない負荷或いは回生を行わないモータの運転を含むことを特徴とする。
【００１９】
また、本発明のクレーン装置は、上記に示したいずれかのクレーン制御装置と、前記負荷として駆動され、前記制御部から出力される運転指令に応じて駆動されるモータと、前記制御部により駆動制御される補機と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明のクレーン制御装置によれば、運転モードを、蓄電池から負荷に電力を供給する運転モードＡ、負荷から回生される回生電力により蓄電池を充電する運転モードＢ、発電機及び蓄電装置から負荷に電力を供給す運転モードＣ、発電機から蓄電装置を充電する運転モードＤのそれぞれの運転モードに切り替える。そして、運転モードＣでは、蓄電池から負荷に所定の電流値の放電電流を供給し、残りの必要な負荷電流を発電機から負荷に供給する。すなわち、負荷からの回生電力により蓄電池を充電するとともに、負荷に電力を供給する場合は、蓄電池から負荷に放電電流を流すようにする。
このように運転モードの切替を取り入れることによって、荷役作業中であってもアイドリング時間を設定し、そのアイドリング時間を長くして、燃費の改善を図る。
これにより、原動機により駆動される発電機（エンジン発電機）に接続された蓄電装置を有効に活用して、原動機のアイドリング時間を長くすることができ、クレーン装置における燃費の改善を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１の実施形態に係わるクレーン制御装置の構成を示す図である。
【図２】運転モードの種類について説明するための図である。
【図３】電流及び電圧の定義について説明するための図である。
【図４】蓄電池温度と最大放電電流との関係を示す図である。
【図５】直流母線電圧と蓄電池放電電流の電圧電流特性を示す図である。
【図６】運転モードの状態遷移図である。
【図７】運転モードの切り替えの例を示すタイミングチャートである。
【図８】既設のエンジン発電機を備えるクレーン制御装置の例を示す図である。
【図９】図８に示すクレーン制御装置の改造例を示す図である。
【図１０】図８に示すクレーン制御装置の他の改造例を示す図である。
【図１１】本発明に係わるクレーン装置の一例を示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
最初に、本発明のクレーン制御装置が用いられるクレーン装置の例について説明しておく。
図１１は、本発明に係わるクレーン装置の一例を示す概略構成図であり、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。このトランスファクレーン１は、タイヤ式クレーン装置（ＲＴＧ；Rubber tired gantry crane ）と呼ばれ、軌道のないコンテナヤード等を走行して荷役作業を行うため、動力用電源及び制御用電源等を供給する１台のエンジン発電機２１を備えている。
このトランスファクレーン１は、図１１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。
【００２３】
［第１の実施形態］
図１は、本発明の第１の実施形態に係わるクレーン制御装置の構成図であり、トランスファクレーン１の駆動を制御するクレーン制御装置１００Ａのシステム構成を示している。このクレーン制御装置１００Ａは、エンジン発電機２１と、コントローラ１１と、蓄電装置５０（ＤＣ／ＤＣコンバータ５１と蓄電池５２等）と、エンジン発電機２１及び蓄電池５２の両方から電力の供給を受ける負荷３０及び４０とを有して構成される。ここで、負荷３０は、インバータ３１、３２、３３、３４、３５及びモータＭ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４を含んで形成される、回生を行う負荷である。また、負荷４０は、補機用インバータ４１及び補機４２を含んで形成される、回生を行わない負荷である。
【００２４】
エンジン発電機２１は、エンジン（Ｅ）２２と、このエンジン２２により回転駆動される発電機（Ｇ）２３とで構成される。このエンジン発電機２１で発電された電力は、トランスファクレーン１の各種の駆動源となる負荷装置、補機などに給電して使用される。
発電機２３は交流発電機（例えば、３相交流発電機）であり、発電機２３の出力側にはコンバータ２４が接続されている。このコンバータ２４は、発電機２３から出力される交流電力を直流電力に変換し、変換された直流電力を直流母線ＤＣＬに供給する。なお、このコンバータ２４は、複数のインバータ３１、３２、３３、３４、３５、４１等の負荷装置全体に対して直流電力を供給する共通コンバータとなる。また、直流母線ＤＣＬの電圧は電圧検出部２６により検出され、この直流母線ＤＣＬの電圧検出値の信号が信号Ｖｄｃとしてコントローラ１１に出力される。
【００２５】
直流母線ＤＣＬには、インバータ３１、３２、３３、３４、３５、及び、４１が接続される。
インバータ３１は、横行用のモータＭ１を駆動するインバータである。このインバータ３１は、直流母線ＤＣＬに供給される直流電力を、コントローラ１１内の負荷装置制御部１３から出力される速度指令信号に応じた周波数と、電圧による、相順の交流電力（３相交流電圧）に変換して横行用のモータＭ１を駆動する。インバータ３２、３３は、走行用のモータＭ２、Ｍ３を駆動するインバータである。このインバータ３２、３３は、直流母線ＤＣＬに供給される直流電力を、コントローラ１１内の負荷装置制御部１３から出力される速度指令信号に応じた周波数と、電圧による、相順の交流電力（３相交流電圧）に変換して走行用のモータＭ２、Ｍ３を駆動する。
【００２６】
インバータ３４、３５は、巻き用のモータＭ４を駆動する並列構成のインバータであり、直流母線ＤＣＬの直流電力を、コントローラ１１内の負荷装置制御部１３から出力される速度指令信号（巻速度指令Ｖ）に応じた周波数と、電圧による、相順の交流電力（３相交流電圧）に変換して巻き用のモータＭ４を駆動する。なお、インバータ３１、３２、３３、３４、３５及びモータＭ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４を含んで形成される負荷４０は、運転状態に応じて、力行モード又は回生モードで動作する負荷である。
補機用インバータ４１は、補機（照明装置や、油圧ポンプ等）４２用の電源を生成するインバータであり、直流母線ＤＣＬの直流電力を、商用周波数の交流電力（３相交流電圧）に変換する。なお、インバータ４１及び補機４２を含んで形成される負荷４０は、力行モードでのみ動作する負荷である。
【００２７】
また、回生抵抗Ｒ２５は、ＩＧＢＴのトランジスタＴｒを介して直流母線ＤＣＬに接続される電力消費用の抵抗器である。この回生抵抗Ｒ２５は、直流母線ＤＣＬの電圧が過電圧になることを防ぐために設けられている。この直流母線ＤＣＬの電圧が所定の電圧値以上に上昇した場合に、トランジスタＴｒが導通し、回生抵抗Ｒ２５に電流を流して電力を消費させ、直流母線ＤＣＬの電圧を低下させる。
【００２８】
また、直流母線ＤＣＬには、蓄電装置５０が接続される。この蓄電装置５０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ５１と蓄電池５２とを有し、蓄電池５２はＤＣ／ＤＣコンバータ５１を介して直流母線ＤＣＬに接続されている。クレーン装置においてコンテナの巻き上げ動作を行っていない場合や、補機のみを運転するなどの軽負荷時においては、エンジン発電機２１内のエンジン２２をアイドリング状態にし、蓄電池５２のみから負荷３０及び４０に電力を供給する。また、巻き上げ作業を行う重負荷時においては、エンジン発電機２１を運転して負荷３０及び４０に電流を供給するとともに、蓄電池５２から電流を供給する。これにより、エンジン２２のアイドリング時間を長くできるようにし、燃費の削減を図るとともに、エンジン排気ガス等による環境への影響を少なくするようにしている。
【００２９】
この蓄電池５２は、ＤＣ／ＤＣコンバータ５１を介して直流母線ＤＣＬに接続されている。このＤＣ／ＤＣコンバータ５１は、コントローラ１１内の運転モード制御部１４により制御される両方向性（蓄電池５２に対して直流母線ＤＣＬからの充放電流を流すとともに、蓄電池５２からの放電電流を直流母線ＤＣＬに流す意味での両方向性）のコンバータである。
このＤＣ／ＤＣコンバータ５１は、コントローラ１１内のＤＣ／ＤＣコンバータ制御部１６から入力する電流指令信号Ｉｒｅｆに応じて、直流母線ＤＣＬから蓄電池５２に流す充電電流を定電流制御する。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ５１は、電流指令信号Ｉｒｅｆに応じて、蓄電池５２から直流母線ＤＣＬに流す放電電流を定電流制御する。
【００３０】
また、蓄電池５２の充電状態ＳＯＣ（state of charge；充電率）を検出するためのＳＯＣ検出部５３が設けられている。このＳＯＣ検出部５３では、例えば、蓄電池５２の電池電圧（開路電圧）を基に充電状態ＳＯＣを検出する。蓄電池５２の回路電圧は、蓄電池５２への充放電電流が流れない状態、例えば、蓄電池５２への充電と放電が切り替わる際などに検出することができる。また、例えば、蓄電池５２への充電電流と充電時間と、蓄電池５２からの放電電流と放電時間とを監視しておき、この監視データを基に、充電状態ＳＯＣを検出することもできる。
このＳＯＣ検出部５３により検出された充電状態ＳＯＣは、信号ＳＯＣとしてコントローラ１１内の運転モード制御部１４に出力される。また、ＳＯＣ検出部５３では、蓄電池５２の電池電圧を検出し、コントローラ１１内のＤＣ／ＤＣコンバータ制御部１６に信号ＳＯＣとして出力する。
【００３１】
また、蓄電池５２に付設して温度センサ５４が設けられている。この温度センサ５４は、例えば、蓄電池５２の容器表面等に添付されたサーミスタであり、この温度センサ５４の温度は、信号Ｔとしてコントローラ１１に出力される。
【００３２】
また、コントローラ１１は、クレーン装置内のエンジン発電機２１や、インバータ３１、３２、３３、３４、３５及びモータＭ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４で形成される負荷３０（回生を行う負荷）や、補機用インバータ４１及び補機４２で形成される負荷４０（回生を行わない負荷）の駆動を制御するコントローラである。なお、図１に示す例では、コントローラ１１の構成として、図面の見易さのために、本発明に直接関係する運転モードの切り替え制御に関係する部分のみを示している。
【００３３】
コントローラ１１内には、クレーン操作部１２と、負荷装置制御部１３と、運転モード制御部１４と、この運転モード制御部１４により制御されるエンジン制御部１５と、同じく運転モード制御部１４により制御されるＤＣ／ＤＣコンバータ制御部１６とが含まれる。
コントローラ１１内のクレーン操作部１２は、クレーン運転者が、荷役作業の態様（巻き上げ、横行、走行、巻き下げ等）に応じてクレーン装置を運転操作するための操作部である。このクレーン操作部１２は、クレーン運転者が行うレバー操作や、スイッチ操作に応じた操作信号を生成して負荷装置制御部１３に出力する。負荷装置制御部１３は、クレーン操作部１２から操作信号を入力し、この操作信号に基づいて、インバータ３１、３２、３３、３４、３５及びモータＭ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４の駆動を制御する。
例えば、モータＭ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４の起動／停止信号、及び回転（回転速度と回転方向）を制御する。また、負荷装置制御部１３は、補機用インバータ４１及び補機４２の駆動を制御する。そして、この負荷装置制御部１３は、巻き用のモータＭ４に対する巻速度指令Ｖの信号を運転モード制御部１４に出力する。
【００３４】
運転モード制御部１４は、負荷装置制御部１３から出力される巻速度指令Ｖ（巻き用モ−タＭ４の速度指令）の信号と、蓄電池５２の充電状態ＳＯＣを検出するＳＯＣ検出部５３から出力される信号ＳＯＣとを入力し、後述する運転モードを判定し、エンジン制御部１５を通してエンジン２２を制御し、ＤＣ／ＤＣコンバータ制御部１６を通してＤＣ／ＤＣコンバータ５１を制御する。
この運転モード制御部１４では、エンジン２２をアイドリングストップ（エンジン停止）状態、アイドリング状態、及び所要回転数の運転状態の各運転状態になるように制御する。なお、アイドリングとは、補機にのみ電力を供給する軽負荷の場合や、無負荷に近い状態等において、エンジンの回転を維持するために低回転（または所定の回転数）で回転させている状態のことを意味している。また、運転モード制御部１４は、ＤＣ／ＤＣコンバータ制御部１６を通して、ＤＣ／ＤＣコンバータ５１を制御し、蓄電池５２の充電動作及び放電動作を制御する。
【００３５】
エンジン制御部１５は、運転モード制御部１４から出力される指令信号に従い、エンジン２２を、アイドリングストップ（エンジン停止）状態、アイドリング状態、及び所要回転数での運転状態の各状態になるように制御する。なお、このエンジン制御部１５では、エンジン発電機２１から直流母線ＤＣＬに電流を供給する場合に、直流母線ＤＣＬの電圧を電圧検出部２６により検出し、直流母線ＤＣＬの電圧が所定の値になるようにエンジン２２の出力を制御する。
【００３６】
また、ＤＣ／ＤＣコンバータ制御部１６は、運転モード制御部１４から入力した運転モードの指令信号に従い、ＤＣ／ＤＣコンバータ５１の動作を制御する。このＤＣ／ＤＣコンバータ５１では、直流母線ＤＣＬから蓄電池５２に充電電流を流し蓄電池５２を充電する場合に、後述する定電流定電圧充電（ＣＣ−ＣＶ充電）が行われるように、ＤＣ／ＤＣコンバータ５１を制御する。また、蓄電池５２から直流母線ＤＣＬに放電電流を流す場合は、その放電電流の大きさを、蓄電池５２の温度、及び直流母線ＤＣＬの電圧に応じて制御する。
【００３７】
この制御のために、ＤＣ／ＤＣコンバータ制御部１６には、電圧検出部２６から、直流母線ＤＣＬの電圧検出値の信号Ｖｄｃが入力され、温度センサ５４から蓄電池５２の温度検出値の信号Ｔが入力される。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ制御部１６は、ＤＣ／ＤＣコンバータ５１の指令信号Ｉｒｅｆに応じて制御されているかどうかを監視する。例えば、ＤＣ／ＤＣコンバータ５１から、蓄電池５２の充放電電流の信号Ｉｄを入力し、ＤＣ／ＤＣコンバータ５１の動作が正常に行われているか否かを検出する。
【００３８】
図２は、運転状態のモードについて説明するための図である。図に示すように、クレーン制御装置１００Ａにおいて行われる運転モードには、負荷３０（巻き用のモータＭ４）の運転状態（巻速度指令Ｖ）と、蓄電池５２の充電状態ＳＯＣとに応じて、４つの運転モードがある。なお、以下の運転モードに説明においては、図３に示すように、コンバータ２４の出力電流を電流Ｉｇとし、負荷３０及び４０を形成するインバータＩＮＶ、補機用インバータに流れる電流を電流ＩＬとし、蓄電池５２から流れる放電電流（または蓄電池５２に流れる充電電流）を電流Ｉｄよし、直流母線ＤＣＬの電圧をＶｄｃとして示している。
【００３９】
図２に示すように、運転モードＡは、エンジン発電機２１からの電力の供給を遮断して、蓄電池５２のみを使用して、負荷３０（インバータ３１、３２、３３、３４、３５及びモータＭ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４）及び負荷４０（補機用インバータ４１及び補機４２）に電力を供給する蓄電池給電モードである。
【００４０】
運転モードＢは、負荷３０から回生される回生電力により蓄電池５２を充電するとともに、負荷４０に電力を供給する負荷回生モードである。この蓄電池５２へ充電を行う際には、充電の初期状態においてはＣＣ充電（定電流充電）が行われ、満充電に近づくにつれてＣＶ充電（定電圧充電）が行われる。
【００４１】
運転モードＣは、エンジン発電機２１と蓄電池５２の両方から負荷３０及び負荷４０に電力を供給する並列給電モードである。この運転モードＣにおいては、蓄電池温度に応じて蓄電池５２の放電電流Ｉｄの最大値Ｉｄｍａｘを決めておき、常に蓄電池５２からは最大電流Ｉｄｍａｘを出力するようにする。そして、不足分をエンジン発電機２１からの電流Ｉｇで補う。詳細については後述する。
【００４２】
運転モードＤは、エンジン発電機２１のみから電力を供給する運転モードである。この運転モードＤにおいては、エンジン発電機２１から負荷４０に電力を供給するとともに、蓄電池５２に充電電流を供給する。なお、ＤＣ／ＤＣコンバータ５１を用いた蓄電池５２への充電は前述のように定電流定電圧充電（ＣＣ−ＣＶ充電）が行われる。定電流モード（ＣＣモード）では、充電電圧が設定電圧に達していない場合は、ＤＣ／ＤＣコンバータ５１は、最大電流（設定電流値）を出力する（定電流制御）。また、定電圧モード（ＣＶモード）では、設定電圧に達していれば、電圧を設定電圧に保持し出力電流を次第に減少させるように制御する（定電圧制御）。
【００４３】
また、ＤＣ／ＤＣコンバータ５１では、前述したように蓄電池５２から出力できる放電電流Ｉｄの最大値Ｉｄｍａｘを、蓄電池の温度に応じて変化させている。図４は、運転モードＣ（蓄電池５２から最大電流Ｉｄｍａｘを流すモード）における蓄電池５２の放電電流Ｉｄについて説明するための図である。
【００４４】
図４に示すように、負荷３０及び４０に流れる負荷電流ＩＬ大きくなるにつれて、蓄電池５２の放電電流Ｉｄが上昇するが、蓄電池温度Ｔが温度Ｔ３の場合は、最大電流が電流Ｉｄｍａｘ１に制限される。また、蓄電池温度Ｔが温度Ｔ２の場合は、最大電流が電流Ｉｄｍａｘ２に制限される（Ｉｄｍａｘ２＞Ｉｄｍａｘ１）。蓄電池温度Ｔが温度Ｔ１の場合は、最大電流が電流Ｉｄｍａｘ３に制限される（Ｉｄｍａｘ３＞Ｉｄｍａｘ２）。
このように、蓄電池温度Ｔによって、ＤＣ／ＤＣコンバータ５１の電流制御機能により、放電電流Ｉｄの最大値Ｉｄｍａｘを変化させる。この場合、蓄電池温度が低いときは、放電電流の電流Ｉｄｍａｘが小さくなるため、エンジン発電機２１側からの出力電流Ｉｇが増加することになる。
【００４５】
なお、例えば、蓄電池温度Ｔが温度Ｔ３の場合において、放電電流ＩｄがＩｄｍａｘ１より小さい領域においては、蓄電池５２のみから負荷３０及び負荷４０に電力が供給される運転モードＡ（蓄電池給電モード）の状態である。また、放電電流ＩｄがＩｄｍａｘ１に制限されている状態は、運転モードＣ（並列給電モード）の状態である。すなわち、蓄電池温度が温度Ｔ３の場合は、放電電流Ｉｄｍａｘ１が運転モードＡと運転モードＣとの切り替わり点になる。同様にして、蓄電池温度が温度Ｔ２の場合は、放電電流Ｉｄｍａｘ２が運転モードＡと運転モードＣとの切り替わり点になり、蓄電池温度が温度Ｔ１の場合は、放電電流Ｉｄｍａｘ３が運転モードＡと運転モードＣとの切り替わり点になる。
【００４６】
なお、図５は、運転モードＣにおける、直流母線ＤＣＬの電圧Ｖｄｃと放電電流Ｉｄと電圧電流特性の例を示す図である。図５（Ａ）に示す例では、直流母線ＤＣＬの電圧Ｖｄｃが電圧Ｖ１以下の領域においては、蓄電池５２から定電流制御された電流を流す。
図に示す例では、蓄電池温度が温度Ｔ３の場合は、放電電流Ｉｄは、電流Ｉｄｍａｘ３に制限される。また、蓄電池温度が温度Ｔ２の場合は、放電電流Ｉｄは、電流Ｉｄｍａｘ２に制限される。蓄電池温度が温度Ｔ３の場合は、放電電流Ｉｄは、電流Ｉｄｍａｘ３に制限される。そして、直流母線ＤＣＬの電圧Ｖｄｃが電圧Ｖ１以上の領域においては、放電電流Ｉｄは、電圧Ｖｄｃの上昇に従い、次第に減少する（垂下特性を示す）ように制御する。この例では、蓄電池温度に無関係に、放電電流Ｉｄの垂下開始点（直流母線ＤＣＬの電圧値Ｖ１）を一定にしたものである。このように、直流母線ＤＣＬが所定の電圧になるまでは、蓄電池５２の電流放電能力に応じた放電電流を直流母線ＤＣＬに供給するようにして、蓄電池５２の能力を最大限に活用する。
【００４７】
また、図５（Ｂ）は、放電電流Ｉｄの垂下開始点（直流母線ＤＣＬの電圧値）を、蓄電池温度に応じて変化させた例である。図に示す例では、蓄電池温度が温度Ｔ１の場合は電圧Ｖ１を垂下開始点とし、蓄電池温度が温度Ｔ２の場合は電圧Ｖ２を垂下開始点とし、蓄電池温度が温度Ｔ３の場合は電圧Ｖ３を垂下開始点としている。すなわち、蓄電池温度が高くなる程（放電電流の最大値が大きい程）、垂下開始点の電圧が低くなるように設定する。これにより、蓄電池５２から流すことのできる電流能力に応じて、定電流放電が維持できる直流母線ＤＣＬの電圧を変化させることができる。
【００４８】
また、図６は、運転モードの遷移状態を示す図であり、運転モードの切り替え条件を示している。前述したように、運転モードには、運転モードＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄの４つの運転モードがあり、それぞれの運転モードの遷移条件として、巻速度指令Ｖと比較されるＶidleと、Ｖchargeと、蓄電池５２の充電状態ＳＯＣと比較されるＳＯＣcharge及びＳＯＣdischargeとが用いられる。
【００４９】
ここで、図７に示すように、Ｖidleは、アイドリング判定巻速度Ｖidleであり、正（＋）側の信号である。また、Ｖchargeは、回生判定巻速度Ｖchargeであり、負（−）側の信号である。そして、巻速度指令Ｖが、Ｖ＞Ｖidleの場合は、巻き上げ状態（巻きモータＭ４が力行動作状態）であることを意味している。Ｖchargeは、回生判定巻速度であり、巻速度指令Ｖが、Ｖ＜Ｖchargeの場合は、巻き下げ状態（巻きモータＭ４が回生動作状態）であることを意味している。
また、ＳＯＣchargeは、蓄電池充電必要ＳＯＣであり、充電状態ＳＯＣが、ＳＯＣ＜ＳＯＣchargeの場合は、蓄電池５２への充電が必要であることを意味している。
ＳＯＣdischargeは、蓄電池放電可能ＳＯＣある。そして、充電状態ＳＯＣが、ＳＯＣ＞ＳＯＣdischargeの場合は、蓄電池５２からの放電が行われるモードに移行することを意味している。
【００５０】
なお、図６に示す遷移図において、実線の矢付線で示す切り替えステップ（遷移ルート）Ｓａｂ、Ｓｂａ、Ｓａｃ、Ｓｃａ、Ｓａｄ、Ｓｄａは、クレーン装置の通常の運転状態において頻繁に生じる切り替えステップを示し、破線の矢付線で示す切り替えステップ（遷移ルート）Ｓｂｃ、Ｓｃｂ、Ｓｃｄ、Ｓｄｃ、Ｓｂｄ、Ｓｄｂは、クレーン装置の通常の運転状態において発生頻繁の少ない切り替えステップを示している。
【００５１】
以下、図６に示す遷移図において、実線の矢付線で示す切り替えステップ（遷移ルート）Ｓａｂ、Ｓｂａ、Ｓａｃ、Ｓｃａ、Ｓａｄ、Ｓｄａについて、図７に示す運転モード切り替えのタイミングチャートを参照しながら説明する。なお、図７に示すタイミングチャートにおいて示される信号（または状態）は、上から順番に、巻速度指令Ｖ、充電状態ＳＯＣ、蓄電池動作モード（充電又は放電状態）、エンジン発電機動作モード（出力ＯＮ（所要の回転数で運転）又はアイドリング状態）、そして運転モードＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄである。
【００５２】
まず、図６に示す遷移図において、運転モードＡの状態にあるとする。この運転モードＡは、エンジンがアイドリング状態にあり、蓄電池５２のみから負荷に電力を供給している蓄電池給電モードである。例えば、図７のタイミングチャートにおいて、時刻ｔ１からｔ２において、運転モードＡにあるとする。
【００５３】
この運転モードＡにおいて、巻速度指令Ｖが回生判定巻速度Ｖchargeよりも小さくなると（Ｖ＜Ｖcharge）、運転モードＡから運転モードＢに移行する（矢付線で示すステップＳａｂを参照）。例えば、図７に示すタイミングチャートにおいて、時刻ｔ２（または時刻ｔ６）において、巻速度指令ＶがＶchargeよりも小さくなると（巻き下げ状態になると）、運転モードＡから運転モードＢに切り替わる。
【００５４】
運転モードＢは、巻きモータＭ４から返される回生電力により蓄電池５２を充電する負荷回生モードであり、この運転モードＢでは、エンジン発電機２１はアイドリングの状態である。
この運転モードＢの状態において、巻速度指令Ｖが回生判定巻速度Ｖchargeよりも大きくなり（Ｖ＞Ｖcharge）、かつ充電状態ＳＯＣが蓄電池充電必要ＳＯＣchargeよりも大きい状態においては、運転モードＢから運転モードＡに移行する（矢付線で示すステップＳｂａを参照）。例えば、図７に示すタイミングチャートにおいて、時刻ｔ３（または時刻ｔ７）において、巻速度指令ＶがＶchargeよりも大きくなると（巻き下げ終了状態になると）、運転モードＢから運転モードＡに切り替わる。
【００５５】
また、蓄電池給電モードである運転モードＡの状態において、巻速度指令Ｖがアイドリング判定巻速度Ｖidleよりも大きくなると（Ｖ＞Ｖidle）、運転モードＡから運転モードＣに移行する（矢付線で示すステップＳａｃを参照）。例えば、図７に示すタイミングチャートにおいて、時刻ｔ４（または時刻ｔ８）において、巻速度指令ＶがＶidleよりも大きくなると（巻き上げ状態になると）、運転モードＡから運転モードＣに切り替わる。
【００５６】
運転モードＣは、エンジン発電機２１及び蓄電池５２の両方から負荷３０及び４０に電力を供給する状態である。この運転モードＣの状態において、巻速度指令Ｖがアイドリング判定巻速度Ｖidleより小さくなり（巻き上げ終了状態になり）、かつ、充電状態ＳＯＣが蓄電池充電必要ＳＯＣchargeよりも大きい状態においては、運転モードＣから運転モードＡに移行する（矢付線で示すステップＳｃａを参照）。例えば、図７に示すタイミングチャートにおいて、時刻ｔ５（またたは時刻ｔ９）において、巻速度指令ＶがＶidleよりも小さくなると（巻き上げ終了状態になると）、運転モードＣから運転モードＡに切り替わる。
【００５７】
また、運転モードＡの状態において、充電状態ＳＯＣが、蓄電池充電必要ＳＯＣchargeよりも小さくなると(ＳＯＣ＜ＳＯＣcharge)、運転モードＡから運転モードＤに移行する（矢付線で示すステップＳａｄを参照）。例えば、図７に示すタイミングチャートにおいて、時刻ｔ１０において、充電状態ＳＯＣが蓄電池充電必要ＳＯＣchargeよりも小さくなると、運転モードＡから運転モードＤに切り替わる。
【００５８】
運転モードＤは、エンジン発電機２１から蓄電池５２に充電を行う状態であり、負荷としては補機のみが駆動され軽負荷の状態である。この運転モードＤの状態において、充電状態ＳＯＣが蓄電池放電可能ＳＯＣdischargeよりも大きく(ＳＯＣ＞ＳＯＣcharge)、充電完了状態になると、運転モードＤから運転モードＡに移行する（矢付線で示すステップＳｄａを参照）。例えば、図７に示すタイミングチャートにおいて、時刻ｔ１１において、充電状態ＳＯＣが蓄電池放電可能ＳＯＣdischargeよりも小さくなると（充電完了状態になると）、運転モードＤから運転モードＡに切り替わる。
【００５９】
次に、破線の矢付線で示す切り替えステップ（遷移ルート）Ｓｂｃ、Ｓｃｂ、Ｓｃｄ、Ｓｄｃ、Ｓｂｄ、Ｓｄｂについて説明する。
最初に蓄電池を充電する負荷回生モードである運転モードＢにあるとする。この状態において、巻速度指令Ｖがアイドリング判定巻速度Ｖidleよりも大きくなると（Ｖ＞Ｖidle）、すなわち、巻き下げ状態から、急に巻き上げ状態になると、運転モードＢから並列給電モードである運転モードＣに移行する（矢付線で示すステップＳｂｃを参照）。
【００６０】
また、並列給電モードである運転モードＣの状態において、巻速度指令Ｖが回生判定巻速度Ｖchargeよりも小さくなると（Ｖ＜Ｖcharge）、すなわち、巻き上げ状態から、急に巻き下げ状態になると、運転モードＣから運転モードＢに移行する（矢付線で示すステップＳｃｂを参照）。また、運転モードＣの状態において、充電状態ＳＯＣが蓄電池充電必要ＳＯＣchargeよりも小さくなり（ＳＯＣ＜ＳＯＣcharge）、かつ、巻速度指令Ｖがアイドリング判定巻速度Ｖidleよりも小さい状態（軽負荷の状態）においては、運転モードＣから、運転モードＤ（発電機２３から蓄電池５２を充電する運転モード）に移行する（矢付線で示すステップＳｃｄを参照）。
【００６１】
また、運転モードＤの状態において、巻速度指令Ｖがアイドリング判定巻速度Ｖidleよりも大きくなると（充電中から急に巻き上げになると）、運転モードＤから運転モードＣに移行する（矢付線で示すステップＳｄｃを参照）。
また、運転モードＤの状態において、巻速度指令Ｖが回生判定巻速度Ｖchargeよりも小さくなると（Ｖ＜Ｖcharge）、すなわち、蓄電池５２の充電中から急に巻き下げ動作を行うと、運転モードＤから運転モードＢに移行する（矢付線で示すステップＳｄｂを参照）。
また、運転モードＢにおいて、巻速度指令Ｖが回生判定巻速度Ｖchargeよりも大きい状態（巻き下げ終了状態）において、充電状態ＳＯＣが蓄電池充電必要ＳＯＣchargeよりも小さい状態（充電状態ＳＯＣ＜ＳＯＣcharge）になると、運転モードＢから運転モードＤに移行する（矢付線で示すステップＳｂｄを参照）。
【００６２】
以上、説明したように、本発明のクレーン制御装置１００Ａにおいては、蓄電池５２により負荷３０及び４０に電力を供給することが可能な場合には、できるだけ蓄電池５２から負荷３０及び４０に放電電流を流すように運転モードを切り替える。例えば、蓄電池給電モードである運転モードＡにおいては、蓄電池５２から負荷３０及び４０に電力を供給する。また、並列給電モードである運転モードＣにおいては、蓄電池５２から負荷３０及び４０に放電電流を流すとともに、残りの必要な負荷電流を発電機２３から負荷３０及び４０に供給する。
これにより、エンジン発電機２１に接続された蓄電装置５０（蓄電池５２）を有効に活用して、エンジン２２のアイドリング時間を長くすることができ、クレーン装置における燃費の改善を図ることができる。
【００６３】
［第２の実施形態］
次に、蓄電装置を有していない既設のエンジン発電機式のクレーン装置を、本発明のクレーン装置（ハイブリッドクレーン装置）に改造する例について説明する。
まず、図８に改造前のクレーン制御装置１００Ｂの構成例を示す。このクレーン制御装置１００Ｂを改造して、図９又は図１０に示す本発明の蓄電池を備えるクレーン制御装置とする。
改造前のクレーン制御装置１００Ｂにおいて、エンジン発電機２１は、エンジン２２と、このエンジン２２により回転駆動される発電機２３とで構成される。発電機２３は交流発電機（例えば、３相交流発電機）であり、発電機２３から出力される交流電力は交流母線ＡＣＬに出力される。
【００６４】
この交流母線ＡＣＬには、負荷としてインバータ６１、・・・、６５が接続される。インバータ６１は、横行用のモータＭ１を駆動するインバータであり、主回路として、コンバータ部（ＣＯＮ）６１ａとインバータ部（ＩＮＶ）６１ｂと、放電抵抗用トランジスタＴｒを有している。コンバータ部６１ａはダイオードブリッジ回路で構成され、交流母線ＡＣＬから入力される３相交流電力を直流電力に変換し、この直流電力を直流主回路ＰＬに供給する。インバータ６１ｂはＩＧＢＴの３相ブリッジ回路等で構成されるＰＷＭインバータであり、直流主回路ＰＬの直流電力を入力とし、コントローラ（図示せず）から入力される指令信号を基に、所望の周波数、電圧及び相順の交流電力を生成して、横行用のモータＭ１を駆動する。
【００６５】
また、直流主回路ＰＬには、回生電力消費用の放電抵抗Ｒが、放電抵抗用トランジスタＴｒを介して接続されている。この放電抵抗Ｒは、直流主回路ＰＬの電圧が過電圧になることを防ぐために設けられている。この直流主回路ＰＬの電圧が所定の電圧値以上に上昇した場合に、放電抵抗用トランジスタＴｒが導通し、放電抵抗Ｒに電流を流して電力を消費させ、直流主回路ＰＬの電圧を低下させる。
【００６６】
インバータ６２、６３は、走行用のモータＭ２、Ｍ３を駆動するインバータであり、主回路構成は、インバータ６１と同様であり、インバータ６２、６３は、それぞれコンバータ部６２ａ、６３ａとインバータ部６２ｂ、６３ｂとを有している。また、インバータ６４、６５は、巻き用のモータＭ４を駆動する並列構成のインバータであり、主回路構成は、インバータ６１と同様であり、それぞれコンバータ部６４ａ、６５ａとインバータ部６４ｂ、６５ｂとを有している。
【００６７】
図９は、図８に示す既設のクレーン装置を本発明のクレーン装置に改造した例を示す図である。図９に示す例では、図８に示すクレーン装置に対して、新たに補機用のインバータ７１と、蓄電装置５０（ＤＣ／ＤＣコンバータ５１と蓄電池５２等）とを追加する。また、図８においては、交流母線ＡＣＬが各インバータ６１、・・・、６５のそれぞれの入力側に接続されているが、図９に示す例では、交流母線ＡＣＬを補機用インバータ７１の入力側にのみ接続する。
【００６８】
また、図９に示す例では、各インバータ６１、・・・、６５のそれぞれの直流主回路（例えば、インバータ６１におけるコンバータ部６１ａとインバータ部６１ｂとの接続線）を、補機用インバータ７１のコンバータ部７１ａの出力側に共通接続し、直流母線ＤＣＬを形成する。すなわち、補機用インバータ７１のコンバータ部７１ａを各インバータ６１、・・・、６５の共通コンバータとして使用する。従って、補機用インバータ７１のコンバータ部７１ａの定格出力電流は、各インバータ６１、・・・、６５に必要とされる負荷電流と、補機７２に必要とされる負荷電流の合計値に相当する電流値以上に設定される。
【００６９】
また、補機用インバータ７１の放電抵抗Ｒの容量についても、図８に示す各インバータ６１、・・・、６５に付設される各放電抵抗Ｒの合計した容量に見合った容量の放電抵抗が使用される。なお、図９に示す例では、補機用インバータ７１と補機７２との間にはＡＣリアクトルＬａｃが挿入されている。
また、図９に示すクレーン制御装置１００Ｂは、図１に示すクレーン制御装置１００Ａ内のコントローラ１１を備えており、運転モードについても、クレーン制御装置１００Ａと同様に制御されるものであり、重複する説明は省略する。この場合、図１に示す回生を行う負荷３０は、図９に示す負荷６０が相当し、図１に示す回生を行わない負荷４０は、図９に示す負荷７０が相当することになる。
【００７０】
このように、図８に示す既設のクレーン制御装置１００Ｂを改造する場合に、既存の負荷装置（回生を行う負荷６０の部分）をそのまま流用し、新たに補機用インバータ７１と、蓄電装置５０（ＤＣ／ＤＣコンバータ５１及び蓄電池５２等）とを追加するだけで、エンジン発電式のクレーン装置を、蓄電装置５０を備えるハイブリッド式のクレーン制御装置に容易に改造することができる。
また、追加する補機用インバータ７１に定格容量を大きくすることにより、発電機２３の交流出力を補機用インバータ７１のコンバータ部７１ａで直流出力に変換するので、各インバータ６１、・・・、６５のコンバータ部を並列接続して使用する場合に比べ、入力部分で電圧のアンバランスや容量不足が発生しないようにできる（各々のインバータ６１、６２、・・・、６５のコンバータ部は使用しない）。この場合、補機用インバータの容量を大きくすることで、補機の突入電流に対しても十分な容量を確保できる。このように図９に示す構成にすることにより、クレーン装置をエンジン式からハイブリッド式に改造する工事が容易となる。
【００７１】
また、図１０は、図９に示すクレーン制御装置の変形例である。図１０に示すクレーン制御装置１００Ｄでは、エンジン発電機２１の発電機２３の出力側を、補機用インバータ７１の入力側に接続するとともに、既設のインバータ６４、６５の入力側にも接続する例である。なお、発電機２３の出力側と交流母線ＡＣＬとの間には力率改善のためにＡＣリアクトルＬが挿入されている。他の構成は図９に示す例と同様である。このため、同一の構成部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００７２】
図１０に示すクレーン制御装置１００Ｄの構成にすることにより、補機用インバータ７１のコンバータ部７１ａと、巻き用のインバータ６４及び６５のコンバータ部とを並列に運転することが可能になり、図９に比べて、補機用インバータ７１の定格容量を低減することが可能になる。
【００７３】
以上、本発明の実施形態について説明したが、ここで、本発明と実施形態との対応関係を補足して説明しておく。
第１の実施形態において、本発明におけるクレーン装置はトランスファクレーン１が相当する。また、本発明におけるクレーン制御装置は、クレーン制御装置１００Ａが相当する。また、本発明における原動機は、エンジン発電機２１内のエンジン２２が相当し、本発明における発電機は、発電機２３が相当する。また、本発明における蓄電装置は、ＤＣ／ＤＣコンバータ５１と蓄電池５２とを含む蓄電装置５０が相当する。また、本発明における蓄電池は蓄電池５２が相当する。また、本発明における複数の負荷は、横行用のインバータ３１及びモータＭ１と、走行用のインバータ３２、３３及びモータＭ２、Ｍ３と、巻き用のインバータ３４、３５及びモータＭ４と、補機用のインバータ４１及び補機４２等の荷役作業を行うための負荷装置が相当する。なお、ここで、横行用のインバータ３１及びモータＭ１と、走行用のインバータ３２、３３及びモータＭ２、Ｍ３と、巻き用のインバータ３４、３５及びモータＭ４は、回生を行う負荷３０に相当し、補機用のインバータ４１及び補機４２は、回生を行わない負荷４０に相当する。
【００７４】
また、本発明における制御部は、コントローラ１１（主には運転モード制御部１４とエンジン制御部１５と、ＤＣ／ＤＣコンバータ制御部１６）が相当する。また、本発明における巻速度指令値は巻速度指令Ｖが相当する。本発明における蓄電池の充電状態は蓄電池５２の充電状態ＳＯＣが相当する。また、本発明における蓄電池の温度センサは、温度センサ５４が相当する。また、本発明における負荷の供給する電圧は直流母線ＤＣＬの電圧Ｖｄｃが相当する。
【００７５】
また、本発明における運転モードの切り替えを行う際に、判定基準として使用される巻速度指令Ｖに対しては、アイドリング判定巻速度Ｖidleと回生判定巻速度Ｖchargeとが使用され、充電状態ＳＯＣに対しては、蓄電池充電必要ＳＯＣchargeと蓄電池放電可能ＳＯＣdischargeとが使用される。
なお、巻速度指令Ｖが、Ｖ＞Ｖidleの場合は、巻き上げ状態（巻きモータＭ４が力行動作状態）であることを示し、巻速度指令Ｖが、Ｖ＜Ｖchargeの場合は、巻き下げ状態（巻きモータＭ４が回生動作状態）であることを示している。また、充電状態ＳＯＣが、ＳＯＣ＜ＳＯＣchargeの場合は、蓄電池５２への充電が必要であることを示し、充電状態ＳＯＣが、ＳＯＣ＞ＳＯＣdischargeの場合は、蓄電池５２からの放電が行われるモードに移行することを示している。
【００７６】
そして、本発明の実施形態において、クレーン制御装置１００Ａは、エンジン２２により駆動される発電機２３と、荷役作業を行う装置となる複数の負荷３０及び４０と、発電機２３に接続され負荷３０及び４０に電力を供給する蓄電池５２を有する蓄電装置５０と、発電機２３と蓄電装置５０と複数の負荷３０及び４０とを制御するコントローラ１１と、から構成される。
また、コントローラ１１は、発電機２３からの電力を遮断して蓄電装置５０から負荷３０及び４０に電力を供給する蓄電池給電モードである運転モードＡ、負荷３０から回生される回生電力により蓄電池５２を充電する負荷回生モードである運転モードＢ、発電機２３及び蓄電装置５０から負荷３０及び４０に電力を供給する並列給電モードである運転モードＣ、発電機２３から蓄電池５２を充電する運転モードＤのいずれかの制御モードに切り替える機能を有し、運転モードＣでは、負荷３０及び４０に対して所定値以上の負荷電流が必要な場合に、蓄電装置５０から負荷３０及び４０に所定の電流値の放電電流を供給するとともに、残りの必要な負荷電流をエンジン発電機２１の発電電流により負荷３０及び４０に供給する。
これにより、エンジン発電機２１に接続された蓄電装置５０（蓄電池５２）を有効に活用して、エンジン２２のアイドリング時間を長くすることができ、クレーン装置における燃費の改善を図ることができる。
【００７７】
また、上記実施形態において、コントローラ１１は、負荷３０を駆動する巻速度指令Ｖに応じて、蓄電池５２から出力される放電電流を制御する。
例えば、搬送物（コンテナ）の巻き上げを行う場合に、巻速度指令Ｖがアイドリング判定巻速度Ｖidleよりも大きくなった場合（Ｖ＞Ｖidle）には、負荷３０に必要とされる負荷電流が増大するので、これに応じて蓄電池５２の放電電流を制御する。
これにより、エンジン発電機２１に接続された蓄電装置５０（蓄電池５２）を有効に活用して、エンジン２２のアイドリング時間を長くすることができ、クレーン装置における燃費の改善を図ることができる。
【００７８】
また、上記実施形態において、コントローラ１１は、蓄電池給電モードである運転モードＡと、蓄電装置５０（蓄電池５２）を充電する負荷回生モードである運転モードＢとの切り替えを、巻速度指令Ｖに応じて行う。
例えば、蓄電池給電モードである運転モードＡにおいて、搬送物（コンテナ）の巻き下げが開始され、巻速度指令Ｖが回生判定巻速度Ｖchargeよりも小さくなった場合（Ｖ＜Ｖcharge）に、蓄電池を充電する負荷回生モードである運転モードＢに移行する。そして、巻速度指令Ｖが回生判定巻速度Ｖchargeよりも大きくなった場合（Ｖ＞Ｖcharge）に、運転モードＡに移行する。なお、運転モードＡ及び運転モードＢにおいて、エンジン２２はアイドリング状態である。
これにより、運転モードＡと運転モードＢとの切り替えを巻速度指令Ｖに応じて行うことができる。このため、エンジン発電機原動機（エンジン）発電機に接続された蓄電装置５０（蓄電池５２）を有効に活用して、エンジン２２のアイドリング時間を長くすることができ、クレーン装置における燃費の改善を図ることができる。
【００７９】
また、上記実施形態において、コントローラ１１は、蓄電池給電モードである運転モードＡと、並列給電モードである運転モードＣとの切り替えを、巻速度指令Ｖに応じて行う。
例えば、蓄電池給電モードである運転モードＡにおいて、搬送物（コンテナ）の巻き上げが開始され、巻速度指令Ｖがアイドリング判定巻速度Ｖidleよりも大きくなった場合（Ｖ＞Ｖidle）に、並列給電モードである運転モードＣに移行する。そして、運転モードＣにおいて、巻速度指令Ｖがアイドリング判定巻速度Ｖidleよりも小さくなった場合（Ｖ＜Ｖidle）に、運転モードＡに移行する。
これにより、運転モードＡと運転モードＣとの切り替えを、巻速度指令Ｖに応じて適切に行うことができる。このため、エンジン発電機原動機（エンジン）発電機に接続された蓄電装置５０（蓄電池５２）を有効に活用して、エンジン２２のアイドリング時間を長くすることができ、クレーン装置における燃費の改善を図ることができる。
【００８０】
また、上記実施形態において、コントローラ１１は、運転モードＡと運転モードＤの切り替えを、蓄電装置５０（蓄電池５２）の充電状態ＳＯＣに応じて行う。
例えば、運転モードＡの状態において、蓄電池５２の充電状態ＳＯＣが蓄電池充電必要ＳＯＣchargeよりも小さくなった場合（ＳＯＣ＜ＳＯＣdischarge）に、発電機２３から蓄電池５２を充電する運転モードＤに切り替える。また、運転モードＤにおいて、蓄電池５２の充電状態ＳＯＣが蓄電池放電可能ＳＯＣdischargeよりも大きくなった場合（ＳＯＣ＞ＳＯＣdischarge）に、運転モードＡに切り替える。
これにより、運転モードＡと運転モードＤとの切り替えを、蓄電池５２の充電状態ＳＯＣに応じて適切に行うことができる。
【００８１】
また、上記実施形態において、蓄電池５２は、温度センサ５４を備え、コントローラ１１は、蓄電池５２の温度に応じて放電電流を調整する。
これにより、蓄電池５２の温度により変化する放電能力に応じて、蓄電池５２から負荷４０及び４０に流す放電電流を調整することができる。
【００８２】
また、上記実施形態において、蓄電装置５０（蓄電池５２）から出力される所定の放電電流は、負荷に供給される電圧に応じた電圧電流特性により定められる。
この場合、蓄電池５２から直流母線ＤＣＬに流される放電電流は、直流母線ＤＣＬの電圧に応じて制御される。例えば、直流母線ＤＣＬの電圧が所定の電圧値以下の場合は、一定値の放電電流（但し、蓄電池５２の温度により変化）を直流母線ＤＣＬに流し、所定の電圧値以上の場合は、直流母線ＤＣＬの電圧の上昇に応じて放電電流の値を小さくする。
これにより、蓄電装置５０からの充電電流により直流母線ＤＣＬが過電圧になることを防ぐことができる。
【００８３】
また、本発明の実施形態において、クレーン制御装置１００Ａは、エンジン２２により駆動される発電機２３と、荷役作業を行う装置となる複数の負荷３０及び４０と、発電機２３に接続され負荷３０及び４０に電力を供給する蓄電池５２を有する蓄電装置５０と、発電機２３と蓄電装置５０と複数の負荷３０及び４０とを制御するコントローラ１１と、から構成される。
また、コントローラ１１は、発電機２３からの電力を遮断して蓄電装置５０から負荷３０及び４０に電力を供給する蓄電池給電モードである運転モードＡ、負荷３０から回生される回生電力により５２蓄電池を充電する負荷回生モードである運転モードＢ、発電機２３及び蓄電装置５０から負荷３０及び４０に電力を供給する並列給電モードである運転モードＣ、発電機２３から蓄電池５２を充電する運転モードＤのいずれかの制御モードに切り替える機能を有し、巻速度指令Ｖと蓄電池５２の充電状態ＳＯＣとに応じて、運転モードＣと運転モードＤとを切り替える。
【００８４】
例えば、運転モードＣの状態において、充電状態ＳＯＣが蓄電池充電必要ＳＯＣchargeより小さくなり（ＳＯＣ＜ＳＯＣdischarge）、蓄電池５２の充電が必要になった場合は、巻速度指令Ｖがアイドリング判定巻速度Ｖidleよりも小さくなったことを検出して（Ｖ＜Ｖidle）、運転モードＣから運転モードＤに切り替える。また、運転モードＤの状態において、巻速度指令Ｖがアイドリング判定巻速度Ｖidle大きくなったことを検出して（Ｖ＞Ｖidle）、運転モードＤから運転モードＣに切り替える。
これにより、運転モードＡと運転モードＤとを、巻速度指令Ｖと蓄電池５２の充電状態ＳＯＣとに応じて、適切に切り替えることができる
【００８５】
また、上記実施形態において、運転モードＤは、補機のみを負荷４０とする。
発電機２３から蓄電池５２を充電する運転モードＤおいては、回生を行う負荷３０は駆動せず、補機のみの負荷４０を駆動する。
これにより、巻き用のモータＭ４等の負荷３０を停止させた状態において、発電機２３から蓄電池５２への充電を行うことができる。
【００８６】
また、上記実施形態において、補機のみを負荷４０とする条件は、蓄電池５２に回生を行わない負荷或いは回生を行わないモータの運転を含む。
例えば、補機としては、照明装置や、空調設備、電磁クラッチ等の回生を行わない負荷や、油圧ポンプモータ等の回生を行わないモータ負荷が含まれる。
これにより、回生を行う負荷３０と、回生を行わない負荷４０とを区別して、各運転モードＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄにおいて、それぞれの駆動を制御できる。
【００８７】
また、本発明のトランスファクレーン１は、クレーン制御装置１００Ａを備え、負荷３０として駆動され、コントローラ１１から出力される運転指令に応じて駆動制御されるモータＭ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４と、コントローラ１１により駆動制御される補機４２と、を備える。
このように、トランスファクレーン１においては、本発明のクレーン制御装置１００Ａを使用するようにしたので、これにより、エンジン発電機２１に接続された蓄電装置５０（蓄電池５２）を有効に活用して、エンジン２２のアイドリング時間を長くすることができ、トランスファクレーン１における燃費の改善を図ることができる。
【００８８】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明のクレーン制御装置及びクレーン装置は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【符号の説明】
【００８９】
１  クレーン装置
１００Ａ、１００Ｃ、１００Ｂ、１００Ｄ  クレーン制御装置
１１  コントローラ
１２  クレーン操作部
１３  負荷装置制御部
１４  運転モード制御部
１５  エンジン制御部
１６  コンバータ制御部
２１  エンジン発電機
２２  エンジン
２３  発電機
２４  コンバータ
２６  電圧検出部
３０  回生を行う負荷
３１、３２、３３、３４、３５  インバータ
４０  回生を行わない負荷
４１  補機用インバータ
４２  補機
５０  蓄電装置
５１  ＤＣ／ＤＣコンバータ
５２  蓄電池
５３  ＳＯＣ検出部
５４  温度センサ
６０  回生を行う負荷
６１、６２、６３、６４、６５  インバータ
７０  回生を行わない負荷
７１  補機用インバータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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