JP2019001584A - クレーン - Google Patents

Abstract

【課題】作動状態に応じた操作性と振動抑制効果を得ることができるクレーンを提供する。
【解決手段】メインワイヤロープ１４またはサブワイヤロープ１６の吊り下げ長さから定まる吊り荷Ｗの揺れの共振周波数ω（ｎ）を算出し、旋回操作具１８、起伏操作具１９等の操作に応じてアクチュエータである旋回用油圧モータ８や起伏用油圧シリンダ１２の制御信号Ｃ（ｎ）を生成するとともに、制御信号Ｃ（ｎ）から共振周波数ω（ｎ）を基準として任意の周波数範囲の周波数成分を任意の割合で減衰させた前記アクチュエータのフィルタリング制御信号Ｃｄ（ｎ）を生成するクレーン１であって、各操作具の操作によって旋回用油圧モータ８や起伏用油圧シリンダ１２が制御されている場合と各操作具の操作によらず旋回用油圧モータ８や起伏用油圧シリンダ１２が制御されている場合とで、減衰させる前記周波数成分の周波数範囲と減衰させる割合とを異なる設定に切り替える。
【選択図】図３

Description

本発明は、クレーンに関する。詳しくは、制御信号から共振周波数成分を減衰させるクレーンに関する。

従来、クレーンにおいて、搬送時の吊り荷には、搬送時に加わる加速度を起振力としてワイヤロープの先端に吊り下げられている吊り荷を質点とする単振り子、またはフック部分を支点とする二重振り子としての振動が発生している。また、伸縮ブームを備えるクレーンによって搬送される吊り荷には、単振り子、または二重振り子による振動に加えて伸縮ブームやワイヤロープ等のクレーンを構成している構造物のたわみによる振動が発生している。ワイヤロープに吊り下げられた吊り荷は、単振り子または二重振り子の共振周波数で振動するとともに、伸縮ブームの起伏方向の固有振動数や旋回方向の固有振動数、ワイヤロープの伸びによる伸縮振動時の固有周波数等で振動しながら搬送される。

このようなクレーンにおいて、操縦者は、吊り荷を所定の位置に安定的に下ろすために、操作具による手動操作によって伸縮ブームを旋回させたり起伏させたりして吊り荷の振動を打ち消す操作を行う必要があった。このため、クレーンの搬送効率は、搬送時に発生する振動の大きさやクレーン操縦者の熟練度に影響される。そこで、クレーンのアクチュエータの速度指令（制御信号）から吊り荷の共振周波数の周波数成分を減衰させることで吊り荷の振動を抑制して搬送効率を向上させるクレーンが知られている。例えば、特許文献１の如くである。

特許文献１に記載のクレーン装置は、トロリーから垂らしたワイヤロープに吊り荷を吊り下げて移動するクレーン装置である。クレーン装置は、ワイヤロープの吊り下げ長さから算出される振り子の共振周波数に基づく時間遅れフィルタを設定する。クレーン装置は、トロリー速度指令に時間遅れフィルタを適用した補正トロリー速度指令によってトロリーを移動させることで吊り荷の振動を抑制することができる。一方、クレーン装置は、時間遅れフィルタの影響で操縦者の操作感覚に基づくクレーンの作動状態と実際のクレーンの作動状態との間ずれが生じて操作性が低下する。そこで、クレーン装置は、手動操作における操作レバー（操作具）のオンオフ回数が少ない操縦者は、操作の熟練度が高いと判断して時間遅れフィルタの振動低減率を小さくし、振動減衰周波数帯域を狭く設定することで操作性を向上させている。また、手動操作における操作レバー（操作具）のオンオフ回数が多い操縦者は、操作の熟練度が低いと判断して時間遅れフィルタの振動低減率を大きくし、振動減衰周波数帯域を広く設定することで振動抑制効果を向上させている。

しかし、特許文献１に記載のクレーン装置は、操作レバーのオンオフ回数のみで時間遅れフィルタの設定を決定しているため、操作性が求められる緻密な操作において、オンオフ回数が多いために操作性が低下したり、雑な操作のためにオンオフ回数が少ない場合に振動抑制効果が低下したりして、クレーンの作動状態に適した振動抑制効果得られない場合があった。

特開２０１５−１５１２１１号公報

本発明の目的は、作動状態に応じた操作性と振動抑制効果を得ることができるクレーンの提供を目的とする。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

即ち、クレーンは、ワイヤロープの吊り下げ長さから定まる吊り荷の揺れの共振周波数を算出し、操作具の操作に応じてアクチュエータの制御信号を生成するとともに、前記制御信号から前記共振周波数を基準として任意の周波数範囲の周波数成分を任意の割合で減衰させた前記アクチュエータのフィルタリング制御信号を生成し、前記アクチュエータを制御するクレーンであって、前記操作具の操作によって前記アクチュエータが制御されている場合と前記操作具の操作によらず前記アクチュエータが制御されている場合とで、減衰させる前記周波数成分の周波数範囲と減衰させる割合とのうち少なくとも一つを異なる設定に切り替えるものである。

クレーンは、ワイヤロープの吊り下げ長さから定まる吊り荷の揺れの共振周波数と、クレーンを構成する構造物が外力により振動する際に励起される固有の振動周波数と、を合成した合成周波数を算出し、操作具の操作に応じてアクチュエータの制御信号を生成するとともに、前記制御信号から前記合成周波数を基準として任意の周波数範囲の周波数成分を任意の割合で減衰させた前記アクチュエータのフィルタリング制御信号を生成し、前記アクチュエータを制御するクレーンであって、前記操作具の操作によって前記アクチュエータが制御されている手動制御の場合と前記操作具の操作によらず前記アクチュエータが制御されている自動制御の場合とで、減衰させる前記周波数成分の周波数範囲と減衰させる割合とのうち少なくとも一つを異なる設定に切り替えるものである。

クレーンは、前記操作具の操作によって前記アクチュエータが制御されている手動制御の場合、減衰させる前記周波数成分の周波数範囲と減衰させる割合とのうち少なくとも一つを前記クレーンの作動状態に基づいて設定し、前記操作具の操作によらず前記アクチュエータが制御されている自動制御の場合、減衰させる前記周波数成分の周波数範囲と減衰させる割合とのうち少なくとも一つを予め定められている所定値に切り替えるものである。

クレーンは、前記操作具の操作によって単独の前記アクチュエータが制御されている手動制御の場合と前記操作具の操作によって複数の前記アクチュエータが制御されている手動制御の場合とで、減衰させる前記周波数成分の周波数範囲と減衰させる割合とのうち少なくとも一つを異なる設定に切り替えるものである。

クレーンは、前記操作具の操作によって緊急停止信号が生成された場合、前記アクチュエータの制御を任意の周波数範囲の周波数成分を任意の割合で減衰させた前記フィルタリング制御信号による制御から周波数成分を減衰させていない前記制御信号による制御に切り替えるものである。

クレーンは、前記クレーンの作業領域における吊り荷の位置に応じて、減衰させる周波数成分の周波数範囲と減衰させる割合とのうち少なくとも一つを切り替えるものである。

クレーンは、吊り荷の重量に応じて減衰させる周波数成分の周波数範囲と減衰させる割合とを設定するものである。

本発明は、以下に示すような効果を奏する。

クレーンにおいては、吊り荷を単振り子とみなした共振周波数、または共振周波数とブームの固有振動数との合成周波数を基準としてフィルタリング制御信号が生成され、手動操作されている場合には操作性を優先するフィルタリング制御信号によって制御され、自動制御されている場合には振動抑制効果を優先するフィルタリング制御信号によって制御される。これにより、作動状態に応じた操作性と振動抑制効果を得ることができる。

クレーンにおいては、振動の発生し易さを考慮してフィルタリング制御信号が生成される。これにより、作動状態に応じた操作性と振動抑制効果を得ることができる。

クレーンにおいては、操作具が追加で操作されることでアクチュエータの急加速が生じる可能性がある場合には追加の操作に対して振動抑制効果を優先するフィルタリング制御信号が生成される。これにより、作動状態に応じた操作性と振動抑制効果を得ることができる。

クレーンにおいては、ブーム等を即停止させる必要があるときは操作性を優先させるために制御信号を補正しない。これにより、作動状態に応じた操作性と振動抑制効果を得ることができる。

クレーンにおいては、作業領域における地物の状況やクレーンの作動状態を考慮したフィルタリング制御信号が生成される。これにより、作動状態に応じた操作性と振動抑制効果を得ることができる。

クレーンにおいては、吊り荷の状態に応じてフィルタリング制御信号が生成される。これにより、作動状態に応じた操作性と振動抑制効果を得ることができる。

クレーンの全体構成を示す側面図。 クレーンの制御構成を示すブロック図。 ノッチフィルタの周波数特性を表すグラフを示す図。 ノッチフィルタにおいて、ノッチ深さ係数が異なる場合の周波数特性を表すグラフを示す図。 旋回操作の制御信号とノッチフィルタを適用したフィルタリング制御信号とを表すグラフを示す図。 本発明の第一実施形態における制振制御の全体の制御態様を表すフローチャートを示す図。 本発明の第一実施形態に係る制振制御において一の操作具の単独操作におけるノッチフィルタ適用工程を表すフローチャートを示す図。 本発明の第一実施形態に係る制振制御において複数の操作具の操作におけるノッチフィルタ適用工程を表すフローチャートを示す図。 本発明の第二実施形態におけるクレーンの作業領域と振動抑制領域とを示す模式図。 本発明の第二実施形態に係る制振制御の全体の制御態様を表すフローチャートを示す図。 本発明の第二実施形態に係る制振制御において作業領域毎のノッチフィルタ適用工程を表すフローチャートを示す図。 本発明の第三施形態に係る制振制御の全体の制御態様を表すフローチャートを示す図。 本発明の第三実施形態に係る制振制御において吊り荷の重量に応じたノッチフィルタ適用工程を表すフローチャートを示す図。

以下に、図１と図２とを用いて、本発明の第一実施形態に係るクレーン１について説明する。なお、本実施形態においては、クレーン１として移動式クレーン（ラフテレーンクレーン）について説明を行うが、トラッククレーン等でもよい。

図１に示すように、クレーン１は、不特定の場所に移動可能な移動式クレーンである。クレーン１は、車両２、クレーン装置６を有する。

車両２は、クレーン装置６を搬送するものである。車両２は、複数の車輪３を有し、エンジン４を動力源として走行する。車両２には、アウトリガ５が設けられている。アウトリガ５は、車両２の幅方向両側に油圧によって延伸可能な張り出しビームと地面に垂直な方向に延伸可能な油圧式のジャッキシリンダとから構成されている。車両２は、アウトリガ５を車両２の幅方向に延伸させるとともにジャッキシリンダを接地させることにより、クレーン１の作業可能範囲を広げることができる。

クレーン装置６は、吊り荷Ｗをワイヤロープによって吊り上げるものである。クレーン装置６は、旋回台７、伸縮ブーム９、ジブ９ａ、メインフックブロック１０、サブフックブロック１１、起伏用油圧シリンダ１２、メインウインチ１３、メインワイヤロープ１４、サブウインチ１５、サブワイヤロープ１６、キャビン１７等を具備する。

旋回台７は、クレーン装置６を旋回可能に構成するものである。旋回台７は、円環状の軸受を介して車両２のフレーム上に設けられる。旋回台７は、円環状の軸受の中心を回転中心として回転自在に構成されている。旋回台７には、アクチュエータである油圧式の旋回用油圧モータ８が設けられている。旋回台７は、旋回用油圧モータ８によって一方向と他方向とに旋回可能に構成されている。

アクチュエータである旋回用油圧モータ８は、電磁比例切換弁である旋回用操作弁２３（図２参照）によって回転操作される。旋回用操作弁２３は、旋回用油圧モータ８に供給される作動油の流量を任意の流量に制御することができる。つまり、旋回台７は、旋回用操作弁２３によって回転操作される旋回用油圧モータ８を介して任意の旋回速度に制御可能に構成されている。旋回台７には、旋回台７の旋回位置（角度）と旋回速度とを検出する旋回用エンコーダ２７（図２参照）が設けられている。

ブームである伸縮ブーム９は、吊り荷Ｗを吊り上げ可能な状態にワイヤロープを支持するものである。伸縮ブーム９は、複数のブーム部材から構成されている。伸縮ブーム９は、各ブーム部材をアクチュエータである図示しない伸縮用油圧シリンダで移動させることで軸方向に伸縮自在に構成されている。伸縮ブーム９は、ベースブーム部材の基端が旋回台７の略中央に揺動可能に設けられている。

アクチュエータである図示しない伸縮用油圧シリンダは、電磁比例切換弁である伸縮用操作弁２４（図２参照）によって伸縮操作される。伸縮用操作弁２４は、伸縮用油圧シリンダに供給される作動油の流量を任意の流量に制御することができる。つまり、伸縮ブーム９は、伸縮用操作弁２４によって任意のブーム長さに制御可能に構成されている。伸縮ブーム９には、伸縮ブーム９の長さを検出するブーム長検出センサ２８と吊り荷Ｗの重量Ｗｔを検出する重量センサ２９（図２参照）とが設けられている。

ジブ９ａは、クレーン装置６の揚程や作業半径を拡大するものである。ジブ９ａは、伸縮ブーム９のベースブーム部材に設けられたジブ支持部によってベースブーム部材に沿った姿勢で保持されている。ジブ９ａの基端は、トップブーム部材のジブ支持部に連結可能に構成されている。

メインフックブロック１０とサブフックブロック１１とは、吊り荷Ｗを吊るものである。メインフックブロック１０には、メインワイヤロープ１４が巻き掛けられる複数のフックシーブと、吊り荷Ｗを吊るメインフックとが設けられている。サブフックブロック１１には、吊り荷Ｗを吊るサブフックが設けられている。

アクチュエータである起伏用油圧シリンダ１２は、伸縮ブーム９を起立および倒伏させ、伸縮ブーム９の姿勢を保持するものである。起伏用油圧シリンダ１２はシリンダ部とロッド部とから構成されている。起伏用油圧シリンダ１２は、シリンダ部の端部が旋回台７に揺動自在に連結され、ロッド部の端部が伸縮ブーム９のベースブーム部材に揺動自在に連結されている。

起伏用油圧シリンダ１２は、電磁比例切換弁である起伏用操作弁２５（図２参照）によって伸縮操作される。起伏用操作弁２５は、起伏用油圧シリンダ１２に供給される作動油の流量を任意の流量に制御することができる。つまり、伸縮ブーム９は、起伏用操作弁２５によって任意の起伏速度に制御可能に構成されている。伸縮ブーム９には、伸縮ブーム９の起伏角度を検出する起伏用エンコーダ３０（図２参照）が設けられている。

メインウインチ１３とサブウインチ１５とは、メインワイヤロープ１４とサブワイヤロープ１６との繰り入れ（巻き上げ）および繰り出し（巻き下げ）を行うものである。メインウインチ１３は、メインワイヤロープ１４が巻きつけられるメインドラムがアクチュエータである図示しないメイン用油圧モータによって回転され、サブウインチ１５は、サブワイヤロープ１６が巻きつけられるサブドラムがアクチュエータである図示しないサブ用油圧モータによって回転されるように構成されている。

メイン用油圧モータは、電磁比例切換弁であるメイン用操作弁２６ｍ（図２参照）によって回転操作される。メイン用操作弁２６ｍは、メイン用油圧モータに供給される作動油の流量を任意の流量に制御することができる。つまり、メインウインチ１３は、メイン用操作弁２６ｍによって任意の繰り入れおよび繰り出し速度に制御可能に構成されている。同様に、サブウインチ１５は、電磁比例切換弁であるサブ用操作弁２６ｓ（図２参照）によって任意の繰り入れおよび繰り出し速度に制御可能に構成されている。メインウインチ１３には、メイン繰出長検出センサ３１が設けられている。同様に、サブウインチ１５には、サブ繰出長検出センサ３２が設けられている。

キャビン１７は、操縦席を覆うものである。キャビン１７は、旋回台７に搭載されている。図示しない操縦席が設けられている。操縦席には、車両２を走行操作するための操作具やクレーン装置６を操作するための旋回操作具１８、起伏操作具１９、伸縮操作具２０、メインドラム操作具２１、サブドラム操作具２２等が設けられている（図２参照）。旋回操作具１８は、旋回用操作弁２３を操作することで旋回用油圧モータ８を制御することができる。起伏操作具１９は、起伏用操作弁２５を操作することで起伏用油圧シリンダ１２を制御することができる。伸縮操作具２０は、伸縮用操作弁２４を操作することで伸縮用油圧シリンダを制御することができる。メインドラム操作具２１はメイン用操作弁２６ｍを操作することでメイン用油圧モータを制御することができる。サブドラム操作具２２は、サブ用操作弁２６ｓを操作することでサブ用油圧モータを制御することができる。

このように構成されるクレーン１は、車両２を走行させることで任意の位置にクレーン装置６を移動させることができる。また、クレーン１は、起伏操作具１９の操作によって起伏用油圧シリンダ１２で伸縮ブーム９を任意の起伏角度に起立させて、伸縮操作具２０の操作によって伸縮ブーム９を任意の伸縮ブーム長さに延伸させたりすることでクレーン装置６の揚程や作業半径を拡大することができる。また、クレーン１は、サブドラム操作具２２等によって吊り荷Ｗを釣り上げて、旋回操作具１８の操作によって旋回台７を旋回させることで吊り荷Ｗを搬送することができる。

図２に示すように、制御装置３３は、各操作弁を介してクレーン１のアクチュエータを制御するものである。制御装置３３は、制御信号生成部３３ａ、共振周波数算出部３３ｂ、フィルタ部３３ｃ、フィルタ係数算出部３３ｄを具備する。制御装置３３は、キャビン１７内に設けられている。制御装置３３は、実体的には、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤ等がバスで接続される構成であってもよく、あるいはワンチップのＬＳＩ等からなる構成であってもよい。制御装置３３は、制御信号生成部３３ａ、共振周波数算出部３３ｂ、フィルタ部３３ｃ、フィルタ係数算出部３３ｄの動作を制御するために種々のプログラムやデータが格納されている。

制御信号生成部３３ａは、制御装置３３の一部であり、各アクチュエータの速度指令である制御信号を生成するものである。制御信号生成部３３ａは、旋回操作具１８、起伏操作具１９、伸縮操作具２０、メインドラム操作具２１、サブドラム操作具２２等から各操作具の操作量を取得し、旋回操作具１８の制御信号Ｃ（１）、起伏操作具１９の制御信号Ｃ（２）・・制御信号Ｃ（ｎ）（以下、単にまとめて「制御信号Ｃ（ｎ）」と記し、ｎは任意の数とする）を生成するように構成されている。また、制御信号生成部３３ａは、伸縮ブーム９が作業領域の規制範囲に近接した場合や特定の指令を取得した場合に操作具の操作（手動制御）によらない自動制御（例えば自動停止や自動搬送等）を行う制御信号Ｃ（ｎａ）や、任意の操作具の緊急停止操作に基づいて緊急停止制御を行う制御信号Ｃ（ｎｅ）を生成するように構成されている。

共振周波数算出部３３ｂは、制御装置３３の一部であり、メインワイヤロープ１４またはサブワイヤロープ１６に吊り下げられた吊り荷Ｗを単振り子として、吊り荷の揺れの共振周波数ω（ｎ）を算出するものである。共振周波数算出部３３ｂは、フィルタ係数算出部３３ｄが取得する伸縮ブーム９の起伏角度を取得し、メイン繰出長検出センサ３１またはサブ繰出長検出センサ３２からメインワイヤロープ１４またはサブワイヤロープ１６の繰り出し量を取得し、メインフックブロック１０を使用している場合に図示しない安全装置からメインフックブロック１０の掛け数を取得する。

さらに、共振周波数算出部３３ｂは、取得した伸縮ブーム９の起伏角度、メインワイヤロープ１４またはサブワイヤロープ１６の繰り出し量、メインフックブロック１０を使用している場合のメインフックブロック１０の掛け数から、シーブからメインワイヤロープ１４が離間する位置からメインフックブロック１０までのメインワイヤロープ１４の吊り下げ長さＬｍ（ｎ）、またはシーブからサブワイヤロープ１６が離間する位置からサブフックブロック１１までのサブワイヤロープ１６の吊り下げ長さＬｓ（ｎ）を算出し（図１参照）、重力加速度ｇと吊り下げ長さＬｍ（ｎ）または吊り下げ長さＬｓ（ｎ）とからその共振周波数ω（ｎ）＝√（ｇ／Ｌ（ｎ））・・・（１）を算出するように構成されている（式（１）においてＬ（ｎ）は吊り下げ長さＬｍ（ｎ）と吊り下げ長さＬｓ（ｎ）を意味している）。

フィルタ部３３ｃは、制御装置３３の一部であり、制御信号Ｃ（１）・Ｃ（２）・・Ｃ（ｎ）の特定の周波数領域を減衰させるノッチフィルタＦ（１）・Ｆ（２）・・Ｆ（ｎ）を生成し（以下、単にまとめて「ノッチフィルタＦ（ｎ）」と記し、ｎは任意の数とする）、制御信号Ｃ（ｎ）にノッチフィルタＦ（ｎ）を適用するものである。フィルタ部３３ｃは、制御信号生成部３３ａから制御信号Ｃ（１）、制御信号Ｃ（２）・・制御信号Ｃ（ｎ）を取得し、制御信号Ｃ（１）にノッチフィルタＦ（１）を適用して制御信号Ｃ（１）から共振周波数ω（１）を基準として任意の周波数範囲の周波数成分を任意の割合で減衰させたフィルタリング制御信号Ｃｄ（１）を生成し、制御信号Ｃ（２）にノッチフィルタＦ（２）を適用してフィルタリング制御信号Ｃｄ（２）を生成し、・・制御信号Ｃ（ｎ）にノッチフィルタＦ（ｎ）を適用して制御信号Ｃ（ｎ）から共振周波数ω（ｎ）を基準として任意の周波数範囲の周波数成分を任意の割合で減衰させたフィルタリング制御信号Ｃｄ（ｎ）を生成するように構成されている（以下、単にまとめて「フィルタリング制御信号Ｃｄ（ｎ）」と記し、ｎは任意の数とする）。

フィルタ部３３ｃは、旋回用操作弁２３、伸縮用操作弁２４、起伏用操作弁２５、メイン用操作弁２６ｍおよびサブ用操作弁２６ｓのうち対応する操作弁にフィルタリング制御信号Ｃｄ（ｎ）を伝達するように構成されている。つまり、制御装置３３は、各操作弁を介してアクチュエータである旋回用油圧モータ８、起伏用油圧シリンダ１２、図示しないメイン用油圧モータ、サブ用油圧モータを制御できるように構成されている。

フィルタ係数算出部３３ｄは、制御装置３３の一部であり、クレーン１の作動状態からノッチフィルタＦ（ｎ）が有する伝達関数Ｈ（ｓ）（式（２）参照）の中心周波数係数ω_ｎ、ノッチ幅係数ζ、ノッチ深さ係数δを算出するものである。フィルタ係数算出部３３ｄは、制御信号Ｃ（ｎ）のそれぞれに対応したノッチ幅係数ζとノッチ深さ係数δとを算出し、取得した共振周波数ω（ｎ）を中心周波数ωｃ（ｎ）として、対応する中心周波数係数ω_ｎを算出するように構成されている。

図３と図４とを用いてノッチフィルタＦ（ｎ）について説明する。ノッチフィルタＦ（ｎ）は、任意の周波数を中心として制御信号Ｃ（ｎ）に急峻な減衰を与えるフィルタである。
図３に示すように、ノッチフィルタＦ（ｎ）は、任意の中心周波数ωｃ（ｎ）を中心とする任意の周波数範囲であるノッチ幅Ｂｎの周波数成分を、中心周波数ωｃ（ｎ）における任意の周波数の減衰割合であるノッチ深さＤｎで減衰させる周波数特性を有するフィルタである。つまり、ノッチフィルタＦ（ｎ）の周波数特性は、中心周波数ωｃ（ｎ）、ノッチ幅Ｂｎおよびノッチ深さＤｎから設定される。

ノッチフィルタＦ（ｎ）は、以下の式（２）に示す伝達関数Ｈ（ｓ）を有する。

式（２）においてω_ｎはノッチフィルタＦ（ｎ）の中心周波数ωｃ（ｎ）に対応する中心周波数係数ω_ｎ、ζはノッチ幅Ｂｎに対応するノッチ幅係数ζ、δはノッチ深さＤｎに対応するノッチ深さ係数δである。ノッチフィルタＦ（ｎ）は、中心周波数係数ω_ｎが変更されることでノッチフィルタＦ（ｎ）の中心周波数ωｃ（ｎ）が変更され、ノッチ幅係数ζが変更されることでノッチフィルタＦ（ｎ）のノッチ幅Ｂｎが変更され、ノッチ深さ係数δが変更されることでノッチフィルタＦ（ｎ）のノッチ深さＤｎが変更される。

ノッチ幅係数ζは、大きく設定するほどノッチ幅Ｂｎが大きく設定される。これにより、ノッチフィルタＦ（ｎ）は、適用する入力信号において、中心周波数ωｃ（ｎ）から減衰させる周波数範囲がノッチ幅係数ζによって設定される。

ノッチ深さ係数δは、０から１までの間で設定される。
図４に示すように、ノッチ深さ係数δ＝０の場合、ノッチフィルタＦ（ｎ）は、ノッチフィルタＦ（ｎ）の中心周波数ωｃ（ｎ）におけるゲイン特性は―∞ｄＢとなる。これにより、ノッチフィルタＦ（ｎ）は、適用する入力信号において、中心周波数ωｃ（ｎ）での減衰量が最大になる。つまり、ノッチフィルタＦ（ｎ）は、入力信号をその周波数特性に従って最も減衰させて出力する。
ノッチ深さ係数δ＝１の場合、ノッチフィルタＦ（ｎ）は、ノッチフィルタＦ（ｎ）の中心周波数ωｃ（ｎ）におけるゲイン特性は０ｄＢとなる。これにより、ノッチフィルタＦ（ｎ）は、適用する入力信号の全ての周波数成分を減衰させない。つまり、ノッチフィルタＦ（ｎ）は、入力信号をそのまま出力する。

図２に示すように、制御装置３３の制御信号生成部３３ａは、旋回操作具１８、起伏操作具１９、伸縮操作具２０、メインドラム操作具２１およびサブドラム操作具２２に接続され、旋回操作具１８、起伏操作具１９、メインドラム操作具２１およびサブドラム操作具２２のそれぞれの操作量を取得することができる。

制御装置３３の共振周波数算出部３３ｂは、メイン繰出長検出センサ３１、サブ繰出長検出センサ３２、フィルタ係数算出部３３ｄおよび図示しない安全装置に接続され、メインワイヤロープ１４の吊り下げ長さＬｍ（ｎ）とサブワイヤロープ１６の吊り下げ長さＬｓ（ｎ）を算出することができる。

制御装置３３のフィルタ部３３ｃは、旋回用操作弁２３、伸縮用操作弁２４、起伏用操作弁２５、メイン用操作弁２６ｍおよびサブ用操作弁２６ｓに接続され、旋回用操作弁２３、起伏用操作弁２５、メイン用操作弁２６ｍおよびサブ用操作弁２６ｓに対応するフィルタリング制御信号Ｃｄ（ｎ）を伝達することができる。また、フィルタ部３３ｃは、制御信号生成部３３ａに接続され、制御信号Ｃ（ｎ）を取得することができる。また、フィルタ部３３ｃは、フィルタ係数算出部３３ｄに接続され、ノッチ幅係数ζ、ノッチ深さ係数δおよび中心周波数係数ω_ｎを取得することができる。

制御装置３３のフィルタ係数算出部３３ｄは、旋回用エンコーダ２７、ブーム長検出センサ２８、重量センサ２９および起伏用エンコーダ３０に接続され、旋回台７の旋回位置、ブーム長さ、起伏角度および吊り荷Ｗの重量Ｗｔを取得することができる。また、フィルタ係数算出部３３ｄは、制御信号生成部３３ａに接続され、制御信号Ｃ（ｎ）を取得することができる。また、フィルタ係数算出部３３ｄは、共振周波数算出部３３ｂに接続され、メインワイヤロープ１４の吊り下げ長さＬｍ（ｎ）とサブワイヤロープ１６の吊り下げ長さＬｓ（ｎ）（図１参照）および共振周波数ω（ｎ）を取得することができる。

制御装置３３は、制御信号生成部３３ａにおいて、旋回操作具１８、起伏操作具１９、メインドラム操作具２１およびサブドラム操作具２２の操作量に基づいて各操作具に対応した制御信号Ｃ（ｎ）を生成する。また、制御装置３３は、共振周波数算出部３３ｂにおいて、共振周波数ω（ｎ）を算出する。また、制御装置３３は、フィルタ係数算出部３３ｄにおいて、制御信号Ｃ（ｎ）および旋回台７の旋回位置、伸縮ブーム９のブーム長さと起伏角度および吊り荷Ｗの重量Ｗｔから、制御信号Ｃ（ｎ）に対応するノッチ幅係数ζとノッチ深さ係数δとを算出し、共振周波数算出部３３ｂにおいて算出した共振周波数ω（ｎ）をノッチフィルタＦ（ｎ）の基準となる中心周波数ωｃ（ｎ）として対応する中心周波数係数ω_ｎを算出する。

図５に示すように、制御装置３３は、フィルタ部３３ｃにおいて、ノッチ幅係数ζ、ノッチ深さ係数δおよび中心周波数係数ω_ｎを適用したノッチフィルタＦ（ｎ）を制御信号Ｃ（ｎ）に適用してフィルタリング制御信号Ｃｄ（ｎ）を生成する。ノッチフィルタＦ（ｎ）が適用されたフィルタリング制御信号Ｃｄ（ｎ）は、共振周波数ω（ｎ）の周波数成分が減衰されているので、制御信号Ｃ（ｎ）に比べて立ち上がりが緩やかになり、動作が完了するまでの時間が延びる。

具体的には、ノッチ深さ係数δが０に近い（ノッチ深さＤｎが深い）ノッチフィルタＦ（ｎ）が適用されたフィルタリング制御信号Ｃｄ（ｎ）で制御されるアクチュエータは、ノッチ深さ係数δが１に近い（ノッチ深さＤｎが浅い）ノッチフィルタＦ（ｎ）が適用されたフィルタリング制御信号Ｃｄ（ｎ）、もしくはノッチフィルタＦ（ｎ）が適用されていない制御信号Ｃ（ｎ）で制御される場合に比べて、操作具の操作による動作の反応が緩慢になり操作性が低下する。

同様に、ノッチ幅係数ζが標準的な値よりも比較的大きい（ノッチ幅Ｂｎが比較的広い）ノッチフィルタＦ（ｎ）が適用されたフィルタリング制御信号Ｃｄ（ｎ）で制御されるアクチュエータは、ノッチ幅係数ζが標準的な値よりも比較的小さい（ノッチ幅Ｂｎが比較的狭い）ノッチフィルタＦ（ｎ）が適用されたフィルタリング制御信号Ｃｄ（ｎ）、もしくはノッチフィルタＦ（ｎ）が適用されていない制御信号Ｃ（ｎ）で制御される場合に比べて、操作具の操作による動作の反応が緩慢になり操作性が低下する。

次に、制御装置３３におけるクレーン１の作動状態に基づく制振制御について説明する。本実施形態において、制御装置３３は、クレーン１の作動状態、操縦者の技量や好みに応じたノッチフィルタＦ（ｎ）のノッチ深さ係数δとノッチ幅係数ζとのうち少なくとも一つを設定する。以下の実施形態において、ノッチフィルタＦ（ｎ）は、ノッチ深さ係数δをクレーン１の作動状態等に応じた任意の値に設定し、ノッチ幅係数ζを予め定められた固定値に設定するものとするが、ノッチ幅係数ζもクレーン１の作動状態等に応じて任意の値に変更する構成でもよい。また、制御装置３３は、共振周波数算出部３３ｂにおいて算出した共振周波数ω（ｎ）のみをノッチフィルタＦ（ｎ）の基準となる中心周波数ωｃ（ｎ）として中心周波数係数ω_ｎを算出しているものとする。制御装置３３は、制御信号生成部３３ａにおいて、旋回操作具１８、起伏操作具１９、メインドラム操作具２１およびサブドラム操作具２２の操作量に基づいて、任意の操作具の速度指令である制御信号Ｃ（ｎ）をスキャンタイム毎に生成しているものとする。

制振制御において、旋回操作具１８、起伏操作具１９、伸縮操作具２０、メインドラム操作具２１およびサブドラム操作具２２のうち任意の操作具（以下、単に「操作具」と記す）の操作による手動操作によってクレーン１が作動している場合、制御装置３３は、一の操作具に基づいて生成された制御信号Ｃ（ｎ）を制御信号生成部３３ａから取得すると、予め定めた任意の値であるノッチ深さ係数δのノッチフィルタＦ（ｎ）を設定する。

例えば、振動抑制効果を優先させたい自動制御の場合、制御装置３３は、０に近い値であるノッチ深さ係数δ（例えばノッチ深さ係数δ＝０．３）に設定し、共振周波数ω（ｎ）を中心とする周波数成分を大きく減衰させるノッチフィルタＦ（ｎ）を制御信号Ｃ（ｎ）に適用する。これにより、クレーン１は、吊り荷Ｗの共振周波数ω（ｎ）での振動抑制効果が高められる。一方、操作具の操作性を優先させたい手動制御の場合、１に近い値であるノッチ深さ係数δ（例えばノッチ深さ係数δ＝０．７）に設定し、共振周波数ω（ｎ）を中心とする周波数成分の減衰割合を小さくしたノッチフィルタＦ（ｎ）を制御信号Ｃ（ｎ）に適用する。これにより、クレーン１は、吊り荷Ｗの共振周波数ω（ｎ）での振動抑制効果よりも操作具による操作性の維持が優先される。つまり、クレーン１は、操縦者の技量や好みに応じた周波数特性のノッチフィルタＦ（ｎ）によってフィルタリング制御信号Ｃｄ（ｎ）を生成することができる。

また、一の操作具の単独操作中に他の操作具が更に操作される手動制御の場合、制御装置３３は、一の操作具の操作に基づいて生成された制御信号Ｃ（ｎ）取得した後に、他の操作具の操作に基づいて生成された制御信号Ｃ（ｎ＋１）を制御信号生成部３３ａから取得すると、ノッチ深さ係数δｃ１であるノッチフィルタＦ（ｎ１）を複数の操作具が操作される際に適用されるノッチ深さ係数δｃ２であるノッチフィルタＦ（ｎ２）に切り替える。さらに、複数の操作具の操作から単独の操作具の操作に変更される場合、制御装置３３は、ノッチフィルタＦ（ｎ２）からノッチフィルタＦ（ｎ１）に切り替える。

例えば、遠隔操作装置等による操作において、一の操作具の操作量が他の操作具の操作量に適用される場合、他の操作具の制御信号Ｃ（ｎ＋１）の単位時間当たりの変化量（加速度）が大幅に大きくなる可能性がある。具体的には、旋回操作の入り切りスイッチと起伏操作の入り切りスイッチ、および各操作の速度を設定する共通の速度レバーを備える場合、旋回操作の入り切りスイッチが入り状態にされ、任意の速度での旋回動作中に起伏スイッチを入り状態にすると旋回動作の速度設定が起伏操作に適用される。つまり、複数の操作具によって操作を開始した場合、大きな振動が発生する場合がある。

制御装置３３は、一の操作具が単独で操作されている手動制御の場合、操作具の操作性を優先させるために制御信号Ｃ（ｎ）に対して１に近い値（例えばノッチ深さ係数δｃ２＝０．７）のノッチ深さ係数δｃ１であるノッチフィルタＦ（ｎ１）を一の操作具による制御信号Ｃ（ｎ）に適用してフィルタリング制御信号Ｃｄ（ｎ１）を生成する。制御装置３３は、他の操作具が更に操作された手動制御の場合、振動抑制効果を優先させるために０に近い値（例えばノッチ深さ係数δｃ２＝０．０）のノッチ深さ係数δｃ２であるノッチフィルタＦ（ｎ２）を一の操作具による制御信号Ｃ（ｎ）と他の操作具による制御信号Ｃ（ｎ＋１）に適用してフィルタリング制御信号Ｃｄ（ｎ２）とフィルタリング制御信号Ｃｄ（ｎ２＋１）を生成する。

さらに、制御装置３３は、一の操作具と他の操作具による複数の操作から一の操作具による単独操作に変更された場合、操作具の操作性を優先させるためにノッチフィルタＦ（ｎ２）からノッチフィルタＦ（ｎ１）に切り替え、一の操作具による制御信号Ｃ（ｎ）に適用してフィルタリング制御信号Ｃｄ（ｎ１）を生成する。また、制御装置３３は、一の操作具と他の操作具とによってアクチュエータを停止させる操作がされた場合、振動抑制効果を優先させるためにノッチフィルタＦ（ｎ２）を一の操作具による制御信号Ｃ（ｎ）と他の操作具による制御信号Ｃ（ｎ＋１）に適用してフィルタリング制御信号Ｃｄ（ｎ２）とフィルタリング制御信号Ｃｄ（ｎ２＋１）を生成する。

これにより、クレーン１は、一の操作具の単独操作においてノッチフィルタＦ（ｎ１）を適用することで操作具の操作性の維持を優先したフィルタリング制御信号Ｃｄ（ｎ１）を生成することができる。また、クレーン１は、振動が発生しやすい複数の操作具の併用操作においてノッチフィルタＦ（ｎ２）を適用することで操作具の振動抑制効果を優先したフィルタリング制御信号Ｃｄ（ｎ２）とフィルタリング制御信号Ｃｄ（ｎ２＋１）を生成することができる。

また、動作規制範囲に到達する前の自動停止や自動搬送等の自動制御によってクレーン１が作動している場合、制御装置３３は、フィルタ係数算出部３３ｄが操作具の操作に基づかない制御信号Ｃ（ｎａ）を制御信号生成部３３ａから取得すると、別に予め定めた値であるノッチ深さ係数δｃ２＝０．０のノッチフィルタＦ（ｎ２）を制御信号Ｃ（ｎａ）に適用してフィルタリング制御信号Ｃｄ（ｎａ２）を生成する。

例えば、クレーン１は、作業領域の規制による制限や停止位置が設定されている場合、吊り荷がこのような作業領域に進入すると、操作具の操作によらず自動制御の制御信号Ｃ（ｎａ）に基づいて作動する。また、クレーン１は、自動搬送モードに設定されている場合、所定の吊り荷Ｗの吊り上げ位置から吊り下げ位置までを、所定の搬送速度、搬送高さで搬送する自動制御の制御信号Ｃ（ｎａ）に基づいて作動する。つまり、クレーン１は、自動制御により操縦者によって操作されていないので操作具の操作性を優先させる必要がない。従って、制御装置３３は、振動抑制効果を優先させるために０に近い値（例えばノッチ深さ係数δｃ２＝０.０）のノッチ深さ係数δｃ２であるノッチフィルタＦ（ｎ２）を制御信号Ｃ（ｎａ）に適用してフィルタリング制御信号Ｃｄ（ｎａ２）を生成する。これにより、クレーン１は、吊り荷Ｗの共振周波数ω（ｎ）での振動抑制効果が最大限に高まる。つまり、クレーン１は、自動制御において振動抑制効果を優先したフィルタリング制御信号Ｃｄ（ｎａ２）を生成することができる。

また、特定の操作具の手動操作による緊急停止操作、または操作具による特定の操作手順による緊急停止操作がされる場合、制御装置３３は、任意の操作具の緊急停止操作に基づいて生成された制御信号Ｃ（ｎｅ）にノッチフィルタＦ（ｎ）を適用しない。

例えば、クレーン１の旋回台７や伸縮ブーム９を即時停止させるために、全ての操作具を一気に中立状態に戻す緊急停止操作が行われる場合、制御装置３３は、特定の手動操作が行われたとして操作具の緊急停止操作に基づいて生成された制御信号Ｃ（ｎｅ）にノッチフィルタＦ（ｎ）を適用しない。これによりクレーン１は、操作具の操作性の維持が優先され、旋回台７や伸縮ブーム９の停止が遅れることなく即時停止する。つまり、クレーン１は、操作具の緊急停止操作において制振制御を実施しない。

以下に、図６から図８を用いて、制御装置３３におけるクレーン１の作動状態に基づく制振制御について具体的に説明する。クレーン１は、操作具の操作状態に応じて一の操作具の操作による制御信号Ｃ（ｎ）、他の操作具の操作による制御信号Ｃ（ｎ＋１）、または操作具の緊急停止操作による緊急操作時の制御信号Ｃ（ｎｅ）のうち少なくとも一つの制御信号が生成されているものとする。

制御装置３３は、単独の操作具による手動制御が実施されると、ノッチフィルタＦ（ｎ１）の適用工程を実施する。制御装置３３は、一の操作具の単独操作により制御信号Ｃ（ｎ）が生成されると、予め定めたノッチ深さ係数δｃ１のノッチフィルタＦ（ｎ１）を生成して制御信号Ｃ（ｎ）に適用する。

また、制御装置３３は、複数の操作具による手動制御が実施されると、ノッチフィルタＦ（ｎ２）の適用工程を実施する。制御装置３３は、一の操作具の操作に加えて他の操作具の操作により制御信号Ｃ（ｎ＋１）が生成されると、別に予め定めたノッチ深さ係数δｃ２のノッチフィルタＦ（ｎ２）を生成して制御信号Ｃ（ｎ）と制御信号Ｃ（ｎ＋１）に適用する。

制御装置３３は、自動制御が実施されると、ノッチフィルタＦ（ｎ２）の適用工程を実施する。制御装置３３は、自動制御によって操作具の操作に基づかない制御信号Ｃ（ｎａ）が生成されると、別に予め定めたノッチ深さ係数δｃ２のノッチフィルタＦ（ｎ２）を生成して制御信号Ｃ（ｎａ）に適用する。

制御装置３３は、操作具による特定の操作手順による緊急停止操作が行われ、制御信号Ｃ（ｎｅ）が生成されると、ノッチフィルタＦ（ｎ）を制御信号Ｃ（ｎｅ）に適用しない。すなわち、制御装置３３は、生成された制御信号Ｃ（ｎｅ）に基づいて制御を行う。

図６に示すように、制振制御のステップＳ１１０において、制御装置３３は、操作具が操作されている手動制御か否か判定する。
その結果、操作具が操作されている手動制御である場合、制御装置３３はステップをステップＳ１２０に移行させる。
一方、操作具が操作されている手動制御でない場合、制御装置３３はステップをステップＳ１５０に移行させる。

ステップＳ１２０において、制御装置３３は、単独の操作具が操作されているか否か判定する。
その結果、単独の操作具が操作されている場合、すなわち、単独の操作具の操作により単独のアクチュエータが制御されている場合、制御装置３３はステップをステップＳ２００に移行させる。
一方、単独の操作具のみで操作されていない場合、すなわち、複数の操作具の操作により複数のアクチュエータが制御されている場合、制御装置３３はステップをステップＳ３００に移行させる。

ステップＳ２００において、制御装置３３は、ノッチフィルタＦ（ｎ１）の適用工程Ａを開始し、ステップをステップＳ２１０に移行させる（図７参照）。そして、ノッチフィルタＦ（ｎ１）の適用工程Ａが終了するとステップをステップＳ１３０に移行させる（図６参照）。

図６に示すように、ステップＳ１３０において、制御装置３３は、操作具による特定の操作手順による緊急停止操作が行われているか否か判定する。
その結果、操作具による特定の操作手順による緊急停止操作が行われている場合、すなわち、緊急停止操作時の制御信号Ｃ（ｎｅ）が生成されている場合、制御装置３３はステップをステップＳ１４０に移行させる。
一方、操作具による特定の操作手順による緊急停止操作が行われていない場合、すなわち、緊急停止操作時の制御信号Ｃ（ｎｅ）が生成されていない場合、制御装置３３はステップをステップＳ１１０に移行させる。

ステップＳ１４０において、制御装置３３は、緊急停止操作による緊急操作時の制御信号Ｃ（ｎｅ）を生成する。すなわち、ノッチフィルタＦ（ｎ１）またはノッチフィルタＦ（ｎ２）が適用されていない制御信号Ｃ（ｎｅ）を生成し、ステップをステップＳ１５０に移行させる。

ステップＳ１５０において、制御装置３３は、生成された各フィルタリング制御信号に対応する操作弁に伝達し、ステップをステップＳ１１０に移行させる。また、制御装置３３は、緊急停止操作時の制御信号Ｃ（ｎｅ）が生成されている場合、緊急停止操作時の制御信号Ｃ（ｎｅ）のみを対応する操作弁に伝達し、ステップをステップＳ１１０に移行させる。

ステップＳ１６０において、制御装置３３は、自動制御が実施されているか否か判定する。
その結果、自動制御が実施されている場合、制御装置３３はステップをステップＳ３００に移行させる。
一方、自動制御が実施されていない場合、すなわち、手動制御の制御信号Ｃ（ｎ）と自動制御の制御信号Ｃ（ｎａ）が生成されていない場合、制御装置３３はステップをステップＳ１１０に移行させる。

ステップＳ３００において、制御装置３３は、ノッチフィルタＦ（ｎ２）の適用工程Ｂを開始し、ステップをステップＳ３１０に移行させる（図８参照）。そして、ノッチフィルタＦ（ｎ２）の適用工程Ｂが終了するとステップをステップＳ１３０に移行させる（図６参照）。

図７に示すように、ノッチフィルタＦ（ｎ１）の適用工程ＡのステップＳ２１０において、制御装置３３は、ノッチ深さ係数δを予め定めた１に近い値（例えばノッチ深さ係数δｃ２＝０．７）のノッチ深さ係数δｃ１に設定し、ステップをステップＳ２２０に移行させる。

ステップＳ２２０において、制御装置３３は、ノッチ深さ係数δｃ１をノッチフィルタＦ（ｎ）の伝達関数Ｈ（ｓ）（式（２）参照）に当てはめてノッチフィルタＦ（ｎ１）を生成し、ステップをステップＳ２３０に移行させる。

ステップＳ２３０において、制御装置３３は、ノッチフィルタＦ（ｎ１）を制御信号Ｃ（ｎ）に適用して制御信号Ｃ（ｎ）に対応するフィルタリング制御信号Ｃｄ（ｎ１）を生成し、ノッチフィルタＦ（ｎ１）の適用工程Ａを終了し、ステップをステップＳ１３０に移行させる（図６参照）。

図８に示すように、ノッチフィルタＦ（ｎ２）の適用工程ＢのステップＳ３１０において、制御装置３３は、ノッチ深さ係数δを予め定めた０に近い値（例えばノッチ深さ係数δｃ２＝０．０）のノッチ深さ係数δｃ２に設定し、ステップをステップＳ３２０に移行させる。

ステップＳ３２０において、制御装置３３は、ノッチ深さ係数δｃ２をノッチフィルタＦ（ｎ）の伝達関数Ｈ（ｓ）（式（２）参照）に当てはめてノッチフィルタＦ（ｎ２）を生成し、ステップをステップＳ３３０に移行させる。

ステップＳ３３０において、制御装置３３は、手動制御が実施されているか否か判定する。
その結果、手動制御が実施されている場合、制御装置３３はステップをステップＳ３４０に移行させる。
一方、手動制御が実施されていない場合、制御装置３３はステップをステップＳ３５０に移行させる。

ステップＳ３４０において、制御装置３３は、ノッチフィルタＦ（ｎ２）を一の操作具による制御信号Ｃ（ｎ）と他の操作具による制御信号Ｃ（ｎ＋１）に適用して制御信号Ｃ（ｎ）に対応するフィルタリング制御信号Ｃｄ（ｎ２）とフィルタリング制御信号Ｃｄ（ｎ２＋１）に対応するフィルタリング制御信号Ｃｄ（ｎ２＋１）を生成し、ノッチフィルタＦ（ｎ２）の適用工程Ｂを終了し、ステップをステップＳ１３０に移行させる（図６参照）。

ステップＳ３５０において、制御装置３３は、ノッチフィルタＦ（ｎ２）を一の操作具に対応する自動制御の制御信号Ｃ（ｎａ）と他の操作具に対応する自動制御の制御信号Ｃ（ｎａ＋１）に適用して制御信号Ｃ（ｎａ）に対応するフィルタリング制御信号Ｃｄ（ｎａ２）とフィルタリング制御信号Ｃｄ（ｎａ＋１）に対応するフィルタリング制御信号Ｃｄ（ｎａ２＋１）を生成し、ノッチフィルタＦ（ｎ２）の適用工程Ｂを終了し、ステップをステップＳ１３０に移行させる（図６参照）。

このように、クレーン１は、手動制御において、一の操作具が単独で操作されている場合には操作性を優先した制振制御が実施され、複数の操作具が同時に操作されている場合には振動抑制効果を高めた制振制御が実施される。また、クレーン１は、作業領域の規制による自動停止制御や自動搬送制御等を含む自動制御において、振動抑制効果を高めた制振制御が実施される。一方、操作具の操作によって緊急停止信号が生成された場合、操作性を優先した制振制御に切り替えられる。つまり、クレーン１は、操作具の操作状態に応じて、制御装置３３において制御信号Ｃ（ｎ）に適用するノッチフィルタＦ（ｎ）を選択的に切り替えるように構成されている。これにより、クレーン１の作動状態に応じた操作性と振動抑制効果を得ることができる。

なお、本実施形態の別実施形態として、ノッチ深さ係数δを操作具の操作状態に応じて設定してもよい。制御装置３３は、操作具の操作に基づいて生成された制御信号Ｃ（ｎ）の単位時間当たりの変化量（加速度）の大きさに応じて０から１までの間で定めた任意の値であるノッチ深さ係数δｃ３に設定するように構成されている。また、予め定めた値であるノッチ深さ係数δｃａ＝０．０のノッチフィルタＦ（ｎａ）を設定するように構成されている。

例えば、制御信号Ｃ（ｎ）の単位時間当たりの変化量が大きくなるにつれて制振抑制効果を高める場合、制御装置３３は、予め定めた制御信号Ｃ（ｎ）の単位時間当たりの所定の変化量の大きさに対するノッチ深さ係数δを基準として、制御信号Ｃ（ｎ）の単位時間当たりの変化量の大きさに反比例する値であるノッチ深さ係数δｃ３に設定し、共振周波数ω（ｎ）を中心とする周波数成分を減衰させるノッチフィルタＦ（ｎ）を制御信号Ｃ（ｎ）に都度適用する。従って、クレーン１は、吊り荷Ｗの共振周波数ω（ｎ）での振動抑制効果が制御信号Ｃ（ｎ）の単位時間当たりの変化量の大きさに比例して高まる。つまり、クレーン１は、制御信号Ｃ（ｎ）の単位時間当たりの変化量が大きくなるにつれて振動抑制効果が優先され、制御信号Ｃ（ｎ）の単位時間当たりの変化量が小さくなるにつれて操作性の維持が優先されるフィルタリング制御信号Ｃｄ（ｎ）を生成することができる。これにより、クレーン１の作動状態に応じた操作性と振動抑制効果を得ることができる。

次に、図２および図９から図１２を用いて、本発明に係るクレーンの第二実施形態であるクレーン３４について説明する。なお、以下の各実施形態に係るクレーン３４・３５は、図１から図１０に示すクレーン１において、クレーン１に替えて適用されるものとして、その説明で用いた名称、図番、符号を用いることで、同じものを指すこととし、以下の実施形態において、既に説明した実施形態と同様の点に関してはその具体的説明を省略し、相違する部分を中心に説明する。

図２に示すように、制御装置３３は、フィルタ係数算出部３３ｄが旋回用エンコーダ２７、ブーム長検出センサ２８、重量センサ２９、起伏用エンコーダ３０、メイン繰出長検出センサ３１およびサブ繰出長検出センサ３２に接続され、旋回台７の旋回位置、ブーム長さ、起伏角度、メインワイヤロープ１４の吊り下げ長さＬｍ（ｎ）（図１参照）、サブワイヤロープ１６との吊り下げ長さＬｓ（ｎ）および吊り荷Ｗの重量Ｗｔを取得することができる。
従って、制御装置３３は、フィルタ係数算出部３３ｄが取得した旋回台７の旋回位置、ブーム長さおよび起伏角度、メインワイヤロープ１４の吊り下げ長さＬｍ（ｎ）およびサブワイヤロープ１６の吊り下げ長さＬｓ（ｎ）からクレーン３４の作業領域Ｒ０における吊り荷Ｗの位置Ｐを算出することができる（図９参照）。

図９から図１１を用いて、クレーン３４の作動状態に基づく制振制御について説明する。本実施形態において、制御装置３３は、クレーン３４の作動状態である吊り荷Ｗの位置Ｐに基づいてノッチフィルタＦ（ｎ）のノッチ深さ係数δを設定する。ノッチフィルタＦ（ｎ）のノッチ幅係数ζは、予め定められた固定値に設定されているものとするが、クレーン３４の作動状態に基づいて設定する構成でもよい。

図９に示すように、制振制御において、制御装置３３は、フィルタ係数算出部３３ｄが、算出した操作具の操作に基づいて生成された制御信号Ｃ（ｎ）を制御信号生成部３３ａから取得するとともに（図２参照）、クレーン３４の作業領域Ｒ０における吊り荷Ｗの位置Ｐを算出する。さらに、制御装置３３は、フィルタ係数算出部３３ｄが、吊り荷Ｗの位置Ｐに応じて予め定めた任意の値であるノッチ深さ係数δｃ４のノッチフィルタＦ（ｎ４）に設定する。

例えば、作業領域Ｒ０内における地物１００の配置等から振動抑制効果を優先させたい領域（以下、単に「振動抑制領域Ｒ１」と記す）が設定されている場合、制御装置３３は、振動抑制領域Ｒ１において０に近い値であるノッチ深さ係数δｃ４（例えばノッチ深さ係数δｃ４＝０．３）に設定し、共振周波数ω（ｎ）を中心とする周波数成分の減衰割合を大きくしたノッチフィルタＦ（ｎ４）を生成する。一方、振動抑制領域Ｒ１以外の領域において、制御装置３３は、ノッチ深さ係数δｃ４よりも１に近い値であるノッチ深さ係数δｃ５（例えばノッチ深さ係数δｃ５＝０．７）に設定し、共振周波数ω（ｎ）を中心とする周波数成分の減衰割合を小さくしたノッチフィルタＦ（ｎ５）を生成する。

制御装置３３は、スキャンタイム毎にフィルタ係数算出部３３ｄで算出される吊り荷Ｗの位置Ｐが振動抑制領域Ｒ１に含まれていると判断すると、ノッチフィルタＦ（ｎ４）を制御信号Ｃ（ｎ）に適用する。これにより、クレーン３４は、振動抑制領域Ｒ１において吊り荷Ｗの共振周波数ω（ｎ）での振動抑制効果が高まる。制御装置３３は、スキャンタイム毎にフィルタ係数算出部３３ｄで算出される吊り荷Ｗの位置Ｐが振動抑制領域Ｒ１に含まれてないと判断すると、ノッチフィルタＦ（ｎ５）を制御信号Ｃ（ｎ）に適用する。これにより、クレーン３４は、振動抑制領域Ｒ１以外の領域において、吊り荷Ｗの共振周波数ω（ｎ）での振動抑制効果よりも操作具による操作性の維持が優先される。つまり、クレーン３４は、作業領域Ｒ０における地物１００の状況に応じた周波数特性のノッチフィルタＦ（ｎ４）またはノッチフィルタＦ（ｎ５）によってフィルタリング制御信号Ｃｄ（ｎ４）またはフィルタリング制御信号Ｃｄ（ｎ５）を生成することができる。なお、本実施形態において、振動抑制領域Ｒ１は、地物１００の配置から設定されているがこれに限定するものではなく、クレーン３４の作業姿勢等から設定してもよい。

以下に、図１０と図１１とを用いて、制御装置３３におけるクレーン３４の作動状態に基づく制振制御について具体的に説明する。クレーン３４は、作業領域Ｒ０において、振動抑制領域Ｒ１が予め定められているものとする。また、クレーン３４は、旋回操作具１８、起伏操作具１９、メインドラム操作具２１およびサブドラム操作具２２のうち任意の操作具が操作され、制御装置３３によって操作具の速度指令である制御信号Ｃ（ｎ）が生成されているものとする。

制御装置３３は、制振制御における作業領域毎のノッチフィルタＦ（ｎ）の適用工程において、任意の操作具の操作により制御信号Ｃ（ｎ）が生成されると、作業領域Ｒ０における吊り荷Ｗの位置Ｐに応じて予め定めたノッチ深さ係数δｃ４またはノッチ深さ係数δｃ５のノッチフィルタＦ（ｎ４）またはノッチフィルタＦ（ｎ５）を設定して制御信号Ｃ（ｎ）に適用する。

図１０に示すように、制振制御のステップＳ４００において、制御装置３３は、作業領域毎のノッチフィルタＦ（ｎ）の適用工程Ｃを開始し、ステップをステップＳ４１０に移行させる（図１１参照）。そして、作業領域毎のノッチフィルタＦ（ｎ）の適用工程Ｃが終了するとステップをステップＳ１３０に移行させる（図１０参照）。

図１１に示すように、ステップＳ４１０において、制御装置３３は、作業領域毎のノッチフィルタＦ（ｎ）の適用工程Ｃを開始し、旋回台７の旋回位置、伸縮ブーム９のブーム長さおよび起伏角度、メインワイヤロープ１４の吊り下げ長さＬｍ（ｎ）またはサブワイヤロープ１６の吊り下げ長さＬｓ（ｎ）からクレーン３４の作業領域Ｒ０における吊り荷Ｗの位置Ｐを算出し、ステップをステップＳ４２０に移行させる。

ステップＳ４２０において、制御装置３３は、取得した吊り荷Ｗの位置Ｐが振動抑制領域Ｒ１に含まれているか否か判定する。
その結果、取得した吊り荷Ｗの位置Ｐが振動抑制領域Ｒ１に含まれている場合、制御装置３３はステップをステップＳ４３０に移行させる。
一方、取得した吊り荷Ｗの位置Ｐが振動抑制領域Ｒ１に含まれていない場合、制御装置３３はステップをステップＳ４６０に移行させる。

ステップＳ４３０において、制御装置３３は、ノッチ深さ係数δを予め定めたノッチ深さ係数δｃ４に設定し、ステップをステップＳ４４０に移行させる。

ステップＳ４４０において、制御装置３３は、ノッチ深さ係数δｃ４をノッチフィルタの伝達関数Ｈ（ｓ）（式（２）参照）に当てはめてノッチフィルタＦ（ｎ４）を生成し、ステップをステップＳ４５０に移行させる。

ステップＳ４５０において、制御装置３３は、ノッチフィルタＦ（ｎ４）を制御信号Ｃ（ｎ）に適用してフィルタリング制御信号Ｃｄ（ｎ４）を生成し、作業領域毎のノッチフィルタＦ（ｎ）の適用工程Ｃを終了し、ステップをステップＳ１３０に移行させる（図１０参照）。

ステップＳ４６０において、制御装置３３は、ノッチ深さ係数δを予め定めたノッチ深さ係数δｃ５に設定し、ステップをステップＳ４７０に移行させる。

ステップＳ４７０において、制御装置３３は、ノッチ深さ係数δｃ５をノッチフィルタの伝達関数Ｈ（ｓ）（式（２）参照）に当てはめてノッチフィルタＦ（ｎ５）を生成し、ステップをステップＳ４８０に移行させる。

ステップＳ４８０において、制御装置３３は、ノッチフィルタＦ（ｎ５）を制御信号Ｃ（ｎ）に適用してフィルタリング制御信号Ｃｄ（ｎ５）を生成し、作業領域毎のノッチフィルタＦ（ｎ）の適用工程Ｃを終了し、ステップをステップＳ１３０に移行させる（図１０参照）。

このように、クレーン３４は、作業領域Ｒ０内において振動抑制領域Ｒ１が定められている場合、振動抑制領域Ｒ１におけるノッチフィルタＦ（ｎ４）のノッチ深さＤｎが振動抑制領域Ｒ１以外の作業領域Ｒ０におけるノッチフィルタＦ（ｎ５）のノッチ深さＤｎに比べて大きく設定されている。つまり、クレーン３４は、地物１００の配置等やクレーン３４の作業姿勢等から振動を抑制したい振動抑制領域Ｒ１を吊り荷Ｗが通過したり、吊り荷Ｗを配置したりする場合に振動抑制効果を高めた制振制御が実施される。また、クレーン３４は、振動を抑制する必要がない領域を吊り荷Ｗが通過したり、吊り荷Ｗを配置したりする場合に操作性を優先した制振制御が実施される。これにより、クレーン３４の作動状態に応じた操作性と振動抑制効果を得ることができる（図１１参照）。

次に、図２、図１２および図１３を用いて、本発明に係るクレーン３５の第三実施形態であるクレーン３５について説明する。

図２に示すように、制御装置３３は、フィルタ係数算出部３３ｄが重量センサ２９に接続され、吊り荷Ｗの重量Ｗｔを取得することができる。

図１２と図１３とを用いて、クレーン３５の作動状態に基づく制振制御について説明する。本実施形態において、制御装置３３は、クレーン３５の作動状態である吊り荷Ｗの重量Ｗｔに基づいてノッチフィルタＦ（ｎ）のノッチ深さ係数δを設定する。ノッチフィルタＦ（ｎ）のノッチ幅係数ζは、予め定められた固定値に設定されているものとするが、クレーン３５の作動状態に基づいて設定する構成でもよい。

制振制御において、制御装置３３は、フィルタ係数算出部３３ｄが、算出した任意の操作具の操作に基づいて生成された制御信号Ｃ（ｎ）を制御信号生成部３３ａから取得するとともに、吊り荷Ｗの重量Ｗｔを取得する。さらに、制御装置３３は、制御信号Ｃ（ｎ）が生成されると、フィルタ係数算出部３３ｄが、吊り荷Ｗの重量Ｗｔに応じたノッチ深さ係数δｃ６のノッチフィルタＦ（ｎ６）を設定して制御信号Ｃ（ｎ）に適用する。

例えば、吊り荷Ｗの重量Ｗｔが増大するにつれて振動抑制効果を高める場合、制御装置３３は、吊り荷Ｗの所定の重量Ｗｔに対するノッチ深さ係数δを基準として、吊り荷Ｗの重量Ｗｔに反比例する値であるノッチ深さ係数δｃ６に設定し、共振周波数ω（ｎ）を中心とする周波数成分を減衰させるノッチフィルタＦ（ｎ６）を制御信号Ｃ（ｎ）に都度適用する。これにより、クレーン３５は、吊り荷Ｗの重量Ｗｔが増加するにつれて振動抑制効果が高まる。つまり、クレーン３５は、吊り荷Ｗの重量Ｗｔに応じた周波数特性のノッチフィルタＦ（ｎ６）によってフィルタリング制御信号Ｃｄ（ｎ）を生成することができる。

以下に、図１２と図１３とを用いて、制御装置３３におけるクレーン３５の作動状態に基づく制振制御について具体的に説明する。クレーン３５は、旋回操作具１８、起伏操作具１９、メインドラム操作具２１およびサブドラム操作具２２のうち任意の操作具が操作され、制御装置３３によって任意の操作具の速度指令である制御信号Ｃ（ｎ）が生成されているものとする。

制御装置３３は、制振制御における吊り荷Ｗの重量Ｗｔに応じたノッチフィルタＦ（ｎ）の適用工程において、任意の操作具の操作により生成された制御信号Ｃ（ｎ）の単位時間当たりの変化量が閾値ｔｈよりも大きい場合、吊り荷Ｗの重量Ｗｔに応じたノッチ深さ係数δｃ６のノッチフィルタＦ（ｎ６）を設定して制御信号Ｃ（ｎ）に適用する。

図１２に示すように、制振制御のステップＳ５００において、制御装置３３は、吊り荷Ｗの重量Ｗｔに応じたノッチフィルタＦ（ｎ）の適用工程Ｄを開始し、ステップをステップＳ５１０に移行させる（図１３参照）。そして、吊り荷Ｗの重量Ｗｔに応じたノッチフィルタＦ（ｎ）の適用工程Ｄが終了するとステップをステップＳ１３０に移行させる（図１２参照）。

図１３に示すように、ステップＳ５１０において、制御装置３３は、吊り荷Ｗの重量Ｗｔに応じたノッチフィルタＦ（ｎ）の適用工程Ｄを開始し、吊り荷Ｗの重量Ｗｔを取得し、ステップをステップＳ５２０に移行させる。

ステップＳ５２０において、制御装置３３は、ノッチ深さ係数δを吊り荷Ｗの重量Ｗｔに応じたノッチ深さ係数δｃ６に設定し、ステップをステップＳ５３０に移行させる。

ステップＳ５３０において、制御装置３３は、ノッチ深さ係数δｃ６をノッチフィルタＦ（ｎ）の伝達関数Ｈ（ｓ）（式（２）参照）に当てはめてノッチフィルタＦ（ｎ６）を生成し、ステップをステップＳ５４０に移行させる。

ステップＳ５４０において、制御装置３３は、ノッチフィルタＦ（ｎ６）を制御信号Ｃ（ｎ）に適用してフィルタリング制御信号Ｃｄ（ｎ６）を生成し、吊り荷Ｗの重量Ｗｔに応じたノッチフィルタＦ（ｎ）の適用工程Ｄを終了し、ステップをステップＳ１３０に移行させる（図１２参照）。

このように、クレーン３５は、吊り荷Ｗの重量Ｗｔに応じてノッチ深さＤｎが定められている場合、慣性モーメントの影響で揺れが収まりにくい重量ＷｔほどノッチフィルタＦ（ｎ６）のノッチ深さＤｎが大きく設定されている。つまり、クレーン３５は、吊り荷Ｗの重量Ｗｔに基づいて、揺れが収まりにくい吊り荷Ｗに対して振動抑制効果を高めた制振制御が実施され、揺れが比較的に収まりやすい吊り荷Ｗに対して操作性を優先した制振制御が実施される。これにより、クレーン３５の作動状態に応じた操作性と振動抑制効果を得ることができる。

本発明にかかる制振制御は、第一実施形態において制御信号Ｃ（ｎ）に適用するノッチフィルタＦ（ｎ１）およびノッチフィルタＦ（ｎ２）と、第二実施形態において制御信号Ｃ（ｎ）に適用する作業領域毎のノッチフィルタＦ（ｎ）と、第三実施形態において制御信号Ｃ（ｎ）に適用する吊り荷Ｗの重量Ｗｔに応じたノッチフィルタＦ（ｎ）の基準となる中心周波数ωｃ（ｎ）を、クレーン１・３４・３５を構成する構造物が外力により振動する際に励起される固有の振動周波数と、共振周波数ω（ｎ）との合成周波数にすることで、共振周波数ω（ｎ）による振動だけでなく、クレーン１・３４・３５を構成する構造物が有する固有の振動周波数による振動を合わせて抑制することができる。ここで、クレーン１・３４・３５を構成する構造物が外力により振動する際に励起される固有の振動周波数とは、伸縮ブーム９の起伏方向および旋回方向の固有振動数、伸縮ブーム９の軸回りのねじれによる固有振動数、メインフックブロック１０またはサブフックブロック１１と玉掛けワイヤロープとから構成される二重振り子の共振周波数、メインワイヤロープ１４またはサブワイヤロープ１６の伸びによる伸縮振動時の固有周波数等の振動周波数を言う。

なお、本発明にかかる制振制御において、第一実施形態における一の操作具のノッチフィルタＦ（ｎ１）の適用工程ＡおよびノッチフィルタＦ（ｎ２）の適用工程Ｂと、第二実施形態における作業領域毎のノッチフィルタＦ（ｎ）の適用工程Ｃと、第三実施形態における吊り荷Ｗの重量Ｗｔに応じたノッチフィルタＦ（ｎ）の適用工程Ｄとはそれぞれ別途実施される構成であるが、一の実施形態において合わせて実施する制振制御でもよい。また、本発明にかかる制振制御において、クレーン１・３４・３５は、ノッチフィルタＦ（ｎ）によって制御信号Ｃ（ｎ）の共振周波数ω（ｎ）を減衰させているが、ローパスフィルタ、ハイパスフィルタ、バンドストップフィルタ等の特定の周波数を減衰させるものであればよい。

上述の実施形態は、代表的な形態を示したに過ぎず、一実施形態の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。さらに種々なる形態で実施し得ることは勿論のことであり、本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲に記載の均等の意味、および範囲内のすべての変更を含む。

１ クレーン
８ 旋回用油圧モータ
１２ 起伏用油圧シリンダ
１４ メインワイヤロープ
１６ サブワイヤロープ
１８ 旋回操作具
１９ 起伏操作具
３３ 制御装置
Ｌｍ（ｎ） メインワイヤロープの吊り下げ量
Ｌｓ（ｎ） サブワイヤロープの吊り下げ量
ω（ｎ） 共振周波数
Ｃ（ｎ） 制御信号
Ｃｄ（ｎ） フィルタリング制御信号

Claims (7)

1. ワイヤロープの吊り下げ長さから定まる吊り荷の揺れの共振周波数を算出し、操作具の操作に応じてアクチュエータの制御信号を生成するとともに、前記制御信号から前記共振周波数を基準として任意の周波数範囲の周波数成分を任意の割合で減衰させた前記アクチュエータのフィルタリング制御信号を生成し、前記アクチュエータを制御するクレーンであって、
   前記操作具の操作によって前記アクチュエータが制御されている手動制御の場合と前記操作具の操作によらず前記アクチュエータが制御されている自動制御の場合とで、減衰させる前記周波数成分の周波数範囲と減衰させる割合とのうち少なくとも一つを異なる設定に切り替えるクレーン。
2. ワイヤロープの吊り下げ長さから定まる吊り荷の揺れの共振周波数と、クレーンを構成する構造物が外力により振動する際に励起される固有の振動周波数と、を合成した合成周波数を算出し、操作具の操作に応じてアクチュエータの制御信号を生成するとともに、前記制御信号から前記合成周波数を基準として任意の周波数範囲の周波数成分を任意の割合で減衰させた前記アクチュエータのフィルタリング制御信号を生成し、前記アクチュエータを制御するクレーンであって、
   前記操作具の操作によって前記アクチュエータが制御されている手動制御の場合と前記操作具の操作によらず前記アクチュエータが制御されている自動制御の場合とで、減衰させる前記周波数成分の周波数範囲と減衰させる割合とのうち少なくとも一つを異なる設定に切り替えるクレーン。
3. 前記操作具の操作によって前記アクチュエータが制御されている手動制御の場合、減衰させる前記周波数成分の周波数範囲と減衰させる割合とのうち少なくとも一つを前記クレーンの作動状態に基づいて設定し、前記操作具の操作によらず前記アクチュエータが制御されている自動制御の場合、減衰させる前記周波数成分の周波数範囲と減衰させる割合とのうち少なくとも一つを予め定められている所定値に切り替える請求項１または請求項２に記載のクレーン。
4. 前記操作具の操作によって単独の前記アクチュエータが制御されている手動制御の場合と前記操作具の操作によって複数の前記アクチュエータが制御されている手動制御の場合とで、減衰させる前記周波数成分の周波数範囲と減衰させる割合とのうち少なくとも一つを異なる設定に切り替える請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のクレーン。
5. 前記操作具の操作によって緊急停止信号が生成された場合、前記アクチュエータの制御を任意の周波数範囲の周波数成分を任意の割合で減衰させた前記フィルタリング制御信号による制御から周波数成分を減衰させていない前記制御信号による制御に切り替える請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のクレーン
6. 前記クレーンの作業領域における吊り荷の位置に応じて、減衰させる周波数成分の周波数範囲と減衰させる割合とのうち少なくとも一つを切り替える請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のクレーン。
7. 吊り荷の重量に応じて減衰させる周波数成分の周波数範囲と減衰させる割合とのうち少なくとも一つを設定する請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のクレーン。

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