JP6111291B2 - 移動式クレーン - Google Patents

Description

本発明は、複数の電動機を備えるとともに当該各電動機によって単一の駆動対象であるウィンチを駆動する電動システムと、その駆動制御装置と、を備えた移動式クレーンに関する。

従来、作業機械あるいは車両等における単一の駆動対象を駆動する電動システムと、当該電動システムの駆動を制御する駆動制御装置と、が知られている。前記電動システムは、例えば低コスト化あるいはエネルギー効率の向上を目的として、汎用の電動機を複数備えており、前記駆動制御装置が各電動機の駆動を制御することによって、当該各電動機が前記単一の駆動対象を駆動する。特許文献１には、前記電動システムおよび前記駆動制御装置の一例として、単一のロータと、当該単一のロータに接続された２つのステータモジュールと、各ステータモジュールに接続された２値コントローラと、当該２値コントローラに接続された主モータコントローラと、を備えたモータシステムが記載されている。このモータシステムでは、単一のロータを駆動するために要求される出力レベルに応じて２値コントローラが各ステータモジュールのうち駆動するステータモジュールを選択する。そして、主モータコントローラが前記選択されたステータモジュールの駆動を制御することにより、当該ステータモジュールがロータを駆動する。

特表２０１２−５１２６２８号公報

特許文献１のモータシステムでは、例えば駆動対象に相当するロータを駆動するために要求される出力レベルに偏りがある場合、複数の電動機に相当する各ステータモジュールのうちいずれか一方のみが繰り返し駆動される可能性がある。すなわち、電動システムが備える複数の電動機のうち特定の電動機が酷使される可能性がある。このため、前記特定の電動機に故障が発生する可能性が高くなり、電動システム全体の寿命が短くなる虞がある。

本発明は、上記の観点からなされたものであり、その目的は、単一の駆動対象であるウィンチを駆動する電動システムと、当該電動システムの寿命が短くなることを抑止できる駆動制御装置と、を備えた移動式クレーンを提供することにある。

本発明は、移動式クレーンであって、第１電動機及び第２電動機と、電源と、当該電源により前記第１電動機及び前記第２電動機を同時に駆動する状態と前記第１電動機及び第２電動機のいずれか一方のみを駆動する状態とに切換えられることが可能なインバータと、を含む電動システムと、前記電動システムの単一の駆動対象であるウィンチと、前記電動システムによる前記ウィンチの駆動を操作するための操作レバーと、前記電動システムによる前記ウィンチの駆動を制御する駆動制御装置と、を備える。前記駆動制御装置は、前記第１電動機及び前記第２電動機の寿命に関連する運転情報を受け付ける受付部と、前記受付部が受け付けた前記各電動機の運転情報を記憶する記憶部と、前記記憶部に記憶された前記各電動機の運転情報に基づいて前記各電動機の劣化度を算出する算出部と、前記記憶部に記憶された前記第１電動機及び第２電動機の運転情報に基づいて当該第１電動機及び第２電動機の使用優先度を設定する設定部であって、前記第１及び第２電動機のうち前記算出部が算出した劣化度が低い電動機から順に使用優先度が高くなるように当該使用優先度を設定するものと、前記ウィンチを駆動するためのトルクについて前記操作レバーの操作量に対応した必要トルクを決定し、当該必要トルクを前記第１電動機及び前記第２電動機のうちのいずれか一方のみによって前記ウィンチに入力することが可能である場合に当該第１及び第２電動機のうち前記設定部が設定した前記使用優先度が高い電動機のみを使用するように前記インバータに駆動指令を送る決定指令部と、を備える。

上記の移動式クレーンにおける電動システム及びその駆動制御装置によれば、第１及び第２電動機の寿命に関連する運転情報に基づいて各電動機の使用優先度が設定されるため、各電動機のうち特定の電動機が酷使されることを抑止でき、これにより電動システムの寿命が短くなることを抑止できる。具体的には、上記の駆動制御装置は、各電動機の寿命に関連する運転情報に基づいて設定された当該各電動機の使用優先度に基づいて、前記第１電動機及び前記第２電動機のうちのいずれか一方のみによって前記ウィンチに入力することが可能である場合に実際に使用する電動機を決定するため、上記第１及び第２電動機のうちの一方の電動機が他方の電動機に比して繰り返し駆動されることを抑止できる。これにより、電動システム全体の寿命が短くなることを抑止できる。

前記受付部は、前記各電動機の運転情報として前記各電動機の運転時間を受け付け、前記算出部は、少なくとも前記受付部が受け付けた前記各電動機の運転時間に基づいて前記各電動機の劣化度を算出することが好ましい。

このように各電動機の運転時間に基づいて各電動機の劣化度が算出されると、当該各電動機の劣化度を精度良く算出することができ、これにより電動システムの寿命が短くなることをより抑止できる。電動機の寿命の長さに影響する要因として、全期間あるいは特定期間における当該電動機の運転時間が挙げられる。そこで、上記の電動システムの駆動制御装置では、受付部が各電動機の運転情報として各電動機の運転時間を受け付け、当該運転時間に基づいて算出部が各電動機の劣化度を算出することにより、当該各電動機の劣化度を精度良く算出することができる。

前記受付部は、前記各電動機の運転情報として前記各電動機の電流値を受け付け、前記算出部は、少なくとも前記受付部が受け付けた前記各電動機の電流値の時間積分値に基づいて前記各電動機の劣化度を算出することが好ましい。

このように各電動機の電流値の時間積分値に基づいて各電動機の劣化度が算出されると、当該各電動機の劣化度を精度良く算出することができ、これにより電動システムの寿命が短くなることをより抑止できる。電動機の寿命の長さに影響する要因として、全期間あるいは特定期間における当該電動機の電流値の時間積分値が挙げられる。具体的には、電動機は、例えば当該電動機が有する巻線に電流が供給されることにより駆動されるが、当該巻線に対して長期間に亘って高い電流が供給されると
、前記巻線絶縁が熱劣化し、これにより電動機の寿命が短くなる。そこで、上記の電動システムの駆動制御装置では、受付部が各電動機の運転情報として各電動機の電流値を受け付け、当該電流値の時間積分値に基づいて算出部が各電動機の劣化度を算出することにより、当該各電動機の劣化度を精度良く算出することができる。

前記受付部は、前記各電動機の運転情報として前記各電動機に関する温度パラメータを受け付け、前記算出部は、少なくとも前記受付部が受け付けた前記各電動機に関する温度パラメータの時間積分値に基づいて前記各電動機の劣化度を算出することが好ましい。

このように全期間あるいは特定期間における各電動機に関する温度パラメータの時間積分値から各電動機における巻線絶縁の熱劣化度合いを予測すると、当該温度パラメータの時間積分値に基づいて各電動機の劣化度を精度よく算出することができる。

前記受付部は、前記各電動機の運転情報として前記各電動機の巻線抵抗値を受け付け、前記算出部は、少なくとも前記受付部が受け付けた前記各電動機の巻線抵抗値に基づいて前記各電動機の劣化度を算出することが好ましい。

このように各電動機の巻線抵抗値に基づいて各電動機の劣化度を算出すると、当該各電動機の劣化度を精度良く算出することができ、これにより電動システムの寿命が短くなることをより抑止できる。電動機の巻線抵抗値は、当該巻線絶縁の熱劣化によって変化する値である。そこで、上記の電動システムの駆動制御装置では、受付部が各電動機の運転情報として各電動機の巻線抵抗値を受け付け、当該巻線抵抗値に基づいて算出部が各電動機の劣化度を算出することにより、当該各電動機の劣化度を精度良く算出することができる。

前記受付部は、前記各電動機の運転情報として前記各電動機の始動情報を受け付け、前記算出部は、少なくとも、前記受付部が受け付けた前記各電動機の始動情報から単位時間あたりの前記各電動機の始動頻度を算出し、当該始動頻度に基づいて前記各電動機の劣化度を算出することが好ましい。

このように単位時間あたりの各電動機の始動頻度に基づいて各電動機の劣化度を算出すると、当該各電動機の劣化度を精度良く算出することができ、これにより電動システムの寿命が短くなることをより抑止できる。電動機の単位時間あたりの始動頻度は、当該電動機の機械的疲労度に関する指標となる。そこで、上記の電動システムの駆動制御装置では、受付部が各電動機の運転情報として各電動機の始動情報を受け付け、当該始動情報から算出された単位時間あたりの始動頻度に基づいて算出部が各電動機の劣化度を算出することにより、当該各電動機の劣化度を精度良く算出することができる。

本発明によれば、電動システム及びその寿命が短くなることを抑止できる駆動制御装置を備えた移動式クレーンが提供される。

本実施形態に係る移動式クレーンの電動システム及び駆動制御装置を示す概略構成図である。 本実施形態に係る駆動制御装置の制御部の動作手順を示すフローチャート図である。 本実施形態に係る第１電動機および第２電動機の延べ運転時間を示すグラフである。 本実施形態に係る第１電動機のエネルギー効率を示すグラフである。 本実施形態に係る第２電動機のエネルギー効率を示すグラフである。 本実施形態に係る電動システム、駆動制御装置、および作業機械の変形例を示す概略構成図である。 図６に示す変形例に係る駆動制御装置の制御部の動作手順を示すフローチャート図である。

以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。但し、以下で参照する各図は、説明の便宜上、本発明の一実施形態の構成部のうち、本実施形態を説明するために必要な主要部を簡略化して示したものである。したがって、本発明に係る電動システムの駆動制御装置は、本明細書が参照する各図に示されていない任意の構成部を備え得る。

図１は、本実施形態に係る電動システムＸ１の駆動制御装置Ｙ１を示す。この駆動制御装置Ｙ１は、電動システムＸ１の駆動を制御する装置である。また、電動システムＸ１は、電動エネルギーを機械エネルギーに変換することにより、駆動対象を駆動するシステムである。本実施形態では、電動システムＸ１および駆動制御装置Ｙ１は、作業機械Ｚ１に搭載され、駆動制御装置Ｙ１が電動システムＸ１を駆動することにより、作業機械Ｚ１が備える単一の駆動対象１００が駆動される。

作業機械Ｚ１は、移動式クレーンである。作業機械Ｚ１は、電動システムＸ１および駆動制御装置Ｙ１を搭載するとともに、電動システムＸ１によって駆動される単一の駆動対象１００、電動システムＸ１の運転を開始させる運転スイッチ２００、および駆動対象１００の駆動を操作する操作レバー３００を備えている。

単一の駆動対象１００は、電動システムＸ１によって駆動される。この駆動対象１００は、前記移動式クレーンにおけるワイヤーロープの巻き上げあるいは巻き下げを行うウィンチである。なお、単一の駆動対象１００は、前記ワイヤーロープの巻き上げあるいは巻き下げを行うウィンチに限らない。例えば、移動式クレーンにおけるブレーキの役割を果たすウィンチ等であってもよい。

運転スイッチ２００は、電動システムＸ１の運転を開始させるスイッチである。駆動対象１００は、運転スイッチ２００によって運転を開始した電動システムＸ１によって駆動される。作業機械Ｚ１の搭乗者は、運転スイッチ２００を押すことにより、電動システムＸ１の運転を開始させ、これにより当該作業機械Ｚ１自体の運転が開始される。

操作レバー３００は、当該操作レバー３００の操作量に応じて駆動対象１００を所望の動作にて駆動するレバーである。作業機械Ｚ１の搭乗者は、例えば、操作レバー３００を操作することによって駆動対象１００としてのウィンチにおけるドラムを所望の駆動トルクにて回転させ、これによりワイヤーロープの巻き上げあるいは巻き下げを行う。

電動システムＸ１は、作業機械Ｚ１の駆動対象１００を駆動する電機システムである。電動システムＸ１は、電動機ユニット２、当該電動機ユニット２に接続されるインバータ３、および当該インバータに接続される電源４を備えている。

電動機ユニット２は、インバータ３を通じて電源４から受け付けた電気エネルギーを機
械エネルギーに変換し、当該機械エネルギーを駆動対象１００に伝達することよって当該駆動対象１００を駆動する。電動機ユニット２は、複数の電動機を有している。本実施形態では、電動機ユニット２は、第１電動機２１および第２電動機２２の２つの電動機を有している。第１電動機２１および第２電動機２２は、単一の駆動対象１００に対して直列または並列に接続され、各電動機２１，２２の少なくとも一方から当該駆動対象１００に対してトルクが入力されることにより、当該駆動対象１００が駆動される。なお、駆動対象１００に対して入力されるトルクは、操作レバー３００の操作量に対応している。すなわち、操作レバー３００の操作量が大きいほど、駆動対象１００に対して入力されるトルクが大きくなる。

なお、本実施形態では、電動機ユニット２が２つの電動機２１，２２を有しているが、これに限らず、電動機ユニット２が３つ以上の電動機を有していてもよい。すなわち、電動機ユニット２は、複数の電動機を有していればよく、当該電動機の個数については、駆動対象１００を駆動するために必要なトルクを勘案して任意に決定することができる。

インバータ３は、例えば電源４から供給される直流電力を所望の交流電力に変換し、当該交流電力を電動機ユニット２に供給する。インバータ３は、電動機ユニット２が有する第１電動機２１および第２電動機２２のそれぞれに対して個別に接続されている。インバータ３は、駆動制御装置Ｙ１から指令を受けることにより、当該指令に応じて各電動機２１，２２に対して電流４からの電力を供給する。これにより、インバータ３および電源４は、第１電動機２１および第２電動機２２を同時に駆動することができるとともに、第１電動機２１および第２電動機２２のいずれか一方のみを駆動することもできる。

駆動制御装置Ｙ１は、制御部１０および検出センサ１１，１２を有している。

検出センサ１１，１２は、各電動機２１，２２の寿命に関連する運転情報を検出するセンサである。本実施形態では、検出センサ１１，１２は、各電動機２１，２２の運転情報として、当該各電動機２１，２２の運転時間を検出するセンサである。第１検出センサ１１は、第１電動機２１に接続されており、第２検出センサ１２は、第２電動機２２に接続されている。本実施形態では、検出センサ１１，１２は、例えば電動機２１，２２が有する巻線に電流の供給が開始されてから当該電流の供給が停止されるまでの時間を電動機２１，２２の運転時間として検出する。そして、検出センサ１１，１２は、前記検出した電動機２１，２２の運転時間を制御部１０の受付部５へ送信する。

制御部１０は、検出センサ１１，１２が検出した各電動機２１，２２の運転情報としての運転時間に基づいて、電動システムＸ１における各電動機２１，２２の駆動を制御する。制御部１０は、受付部５、記憶部６、算出部７、設定部８、および決定指令部９を機能的に有している。

受付部５は、検出センサ１１，１２から各電動機２１，２２の運転情報としての運転時間を受け付けるとともに、操作レバー３００から駆動対象１００を駆動するための指令を受け付ける。

記憶部６は、後述する算出部７における劣化度の算出および設定部８における使用優先度の設定に必要な情報を記憶する。具体的には、記憶部６は、受付部５が検出センサ１１，１２から受け付けた各電動機２１，２２の運転時間を記憶するとともに、各電動機２１，２２のエネルギー効率分布に関する情報を記憶する。

算出部７は、受付部５が操作レバー３００から駆動対象１００を駆動するための指令を受け付けた場合に、記憶部６に記憶された各電動機２１，２２の運転時間に基づいて当該各電動機２１，２２の劣化度を算出する。

設定部８は、算出部７が算出した各電動機２１，２２の劣化度に基づいて、当該各電動機２１，２２の使用優先度を設定する。具体的には、設定部８は、例えば第２電動機２２の劣化度に比して第１電動機２１の劣化度が高い場合に、第２電動機２２に第１電動機２１の使用優先度よりも高い使用優先度を与える。

決定指令部９は、各電動機２１，２２のうち使用優先度の高い電動機を優先的に使用するように各電動機２１，２２についての駆動指令を行う。具体的には、決定指令部９は、設定部８が設定した各電動機２１，２２の使用優先度に基づいて、当該各電動機２１，２２のうち駆動する電動機と当該電動機に対する電力供給量とを決定し、当該電動機を駆動するための駆動指令をインバータ３に送る。例えば、第１電動機２１または第２電動機２２のいずれか一方のみによって駆動対象１００に所望のトルクを入力することが可能な場合、決定指令部９は、第１電動機２１のみを使用するようにインバータ３に駆動指令を送る。なお、決定指令部９は、第１電動機２１に供給される電力が第２電動機２２に供給される電力に比して大きくなるようにインバータ３に駆動指令を送ってもよい。このような場合、各電動機２１，２２に供給される電力の割合は、例えば記憶部６に記憶された各電動機２１，２２のエネルギー効率分布に基づいて決定される。

このように、決定指令部９は、各電動機２１，２２のうち使用優先度が高い電動機のみを駆動するように、あるいは各電動機２１，２２のうち使用優先度が高い電動機に供給される電力を他の電動機に供給される電力に比して大きくなるように、インバータ３に駆動信号を送る。これにより、各電動機２１，２２が当該各電動機２１，２２の使用優先度に基づいて駆動される。

なお、受付部５、記憶部６、算出部７、設定部８、および決定指令部９のそれぞれに相当する機能は、ソフトウェアによって実現されてもよいし、ハードウェアによって実現されてもよい。また、受付部５、記憶部６、算出部７、設定部８、および決定指令部９のそれぞれに相当する機能は、個別の機能部品によって実現されてもよいし、共通の機能部品によって実現されてもよい。

ここで、図２を参照しながら、制御部１０の動作手順について詳細に説明する。

まず、作業機械Ｚ１の運転スイッチ２００が押されることにより電動システムＸ１の電源４が立ち上がると、電動機ユニット２が駆動可能な状態となる。この状態において、作業機械Ｚ１の操作レバー３００が操作されると、受付部５が当該操作レバー３００から操作信号を受け付ける。前記操作信号には、操作レバー３００の操作量に関する情報が含まれている。前記操作信号を受け付けた受付部５は、当該操作信号を決定指令部９に送るとともに、算出部７に対して各電動機２１，２２の劣化度を算出するよう指令を送る。前記指令を受けた算出部７は、まず記憶部６に記憶された運転情報を呼び出す（Ｏｐ１）。本実施形態では、記憶部６には、各電動機２１，２２の運転情報として当該各電動機２１，２２の過去の運転時間が記憶されている。そして、記憶部６から各電動機２１，２２の運転情報としての運転時間を呼び出した算出部７は、当該各電動機２１，２２における過去の延べ運転時間を求め、当該述べ運転時間を各電動機２１，２２の劣化度として算出する（Ｏｐ２）。すなわち、本実施形態では、算出部７は、当該各電動機２１，２２の過去の延べ運転時間が長いほど各電動機２１，２２の劣化度が高くなるように当該劣化度を算出する。

なお、上記では、受付部５が操作レバー３００から操作信号を受けたことを条件として、算出部７が記憶部６から各電動機２１，２２の運転情報を呼び出したが、これに限らない。例えば、作業機械Ｚ１の運転スイッチ２００が押されることにより電動システムＸ１の電源４が立ち上がったことを条件として、算出部７が記憶部６から各電動機２１，２２の運転情報を呼び出してもよい。

各電動機２１，２２の劣化度を算出した算出部７は、当該各電動機２１，２２の劣化度情報を設定部８に送る。そして、前記劣化度情報を受けた設定部８は、各電動機２１，２２の劣化度に基づいて当該各電動機２１，２２の使用優先度を設定する（Ｏｐ３）。ここで、図３は、算出部７において算出した第１電動機２１の過去の延べ運転時間Ｔ１と第２電動機２２の過去の延べ運転時間Ｔ２とを示すグラフである。設定部８は、各電動機２１，２２の劣化度を比較し、これにより各電動機２１，２２の使用優先度を設定する。具体的には、設定部８は、第１電動機２１の延べ運転時間Ｔ１と第２電動機２２の延べ運転時間Ｔ２との差ΔＴを求め、当該差ΔＴから各電動機２１，２２の使用優先度を設定する。本実施形態では、第１電動機２１の延べ運転時間Ｔ１が第２電動機２２の延べ運転時間Ｔ２よりも長いため、設定部８は、第２電動機２２に第１電動機２１の使用優先度よりも高い使用優先度を与える。そして、各電動機２１，２２の使用優先度を設定した設定部８は、当該各電動機２１，２２の使用優先度情報を決定指令部９に送る。

ここで、受付部５を介して操作レバー３００からの前記操作信号を受けた決定指令部９は、当該操作信号から操作レバー３００の操作量を検出する（Ｏｐ４）。前記操作量を検出した決定指令部９は、駆動対象１００に入力する必要トルクを決定する（Ｏｐ５）。なお、この必要トルクは、操作レバー３００の操作量に対応しており、例えば操作レバー３００の操作量が大きいほど必要トルクが大きくなる。このように駆動対象１００に入力する必要トルクを決定した決定指令部９は、当該必要トルクと設定部８から受け付けた各電動機２１，２２の使用優先度情報とに基づいて、駆動する電動機を決定する（Ｏｐ６）。例えば、前記必要トルクが各電動機２１，２２のいずれか一方のみで入力可能である場合、決定指令部９は、第１電動機２１に比して使用優先度の高い第２電動機２２を駆動する電動機として決定する。そして、決定指令部９は、前記決定した第２電動機２２が駆動対象１００に前記必要トルクを入力するために必要な電力を決定し、当該電力を第２電動機２２に供給するようにインバータ３に駆動指令を送る。前記駆動指令を受けたインバータ３は、第２電動機２２に対して前記決定した電力を供給し、これにより第２電動機２２が駆動される（Ｏｐ７）。このとき、第２検出センサ２２ａは、例えば第２電動機２２の巻線に電流の供給が開始されたことを検知して、当該第２電動機２２の運転時間の検出を開始する。

そして、作業機械Ｚ１の搭乗者が操作レバー３００を元の状態に戻すとともに、運転スイッチ２００を押すことにより当該運転スイッチ２００から電動システムＸ１の運転を停止する指令を送ると（Ｏｐ８にてＹＥＳ）、受付部５は、第２検出センサ２２ａから第２電動機２２の運転時間情報を受け付ける。具体的には、第２検出センサ２２ａは、例えば第２電動機２２の巻線への電流の供給が停止されたことを検知して当該第２電動機２２の運転時間の検出を終了し、当該検出した運転時間情報を受付部５に送る。第２電動機２２の前記運転時間情報を受け付けた受付部５は、当該運転時間情報を記憶部６に送る。そして、第２電動機２２の前記運転時間情報を受けた記憶部６は、第２電動機２２の運転情報として当該運転時間を記憶する（Ｏｐ９）。このようにして記憶部６における前記運転情報の書き込みが終了すると、電動システムＸ１の運転が完全に停止される。

一方、作業機械Ｚ１の搭乗者が操作レバー３００を元の状態に戻すとともに、電動システムＸ１の運転を停止することなく再度操作レバー３００の操作を行った場合（Ｏｐ８にてＮＯ）、Ｏｐ４に戻って決定指令部９が操作レバー３００の操作量を再度検出する。

以上のように、駆動制御装置Ｙ１では、各電動機２１，２２の寿命に関連する運転情報に基づいて各電動機２１，２２の使用優先度が設定されるため、各電動機２１，２２のうち一方の電動機のみが酷使されることを抑止できる。具体的には、上記の駆動制御装置Ｙ１では、記憶部６に記憶された各電動機２１，２２の寿命に関連する運転情報に基づいて、設定部８が各電動機２１，２２の使用優先度を設定し、当該使用優先度に基づいて実際に使用する電動機が決定されるため、各電動機２１，２２のうち一方の電動機が他方の電動機に比して繰り返し駆動されることを抑止できる。これにより、電動システムＸ１の寿命が短くなることを抑止できる。

さらに、駆動制御装置Ｙ１では、設定部８が各電動機２１，２２のうち使用優先度の高い電動機のみを使用するように各電動機２１，２２についての駆動指令を行うため、使用優先度の低い電動機の劣化が進行してしまうことを抑止できる。

さらに、駆動制御装置Ｙ１では、算出部７が各電動機２１，２２の運転情報から当該各電動機２１，２２の劣化度が算出するとともに、設定部８が前記劣化度の低い電動機から順に使用優先度が高くなるように当該使用優先度を設定するため、各電動機２１，２２の寿命を平準化することができる。これにより、電動システムＸ１の寿命が短くなることをより抑止できる。

さらに、駆動制御装置Ｙ１では、各電動機２１，２２の運転時間に基づいて各電動機２１，２２の劣化度が算出されるため、当該各電動機２１，２２の劣化度を精度良く算出することができ、これにより電動システムＸ１の寿命が短くなることをより抑止できる。一般的に、電動機は長時間に亘って駆動されることにより劣化し寿命が短くなるが、駆動制御装置Ｙ１では、各電動機２１，２２の運転時間の総和を劣化度として算出し、当該劣化度に基づいて使用優先度を算出するため、各電動機２１，２２の運転時間を平準化することができる。これにより、電動システムＸ１の寿命が短くなることをより抑止できる。

なお、上記の実施形態では、決定指令部９は、Ｏｐ６において第２電動機２２を駆動する電動機として決定するとともに第１電動機２１を停止状態とするが、これに限らない。例えば、決定指令部９は、第１電動機２１および第２電動機２２の双方を駆動する電動機として決定するとともに、第２電動機２２に供給される電力が当該第２電動機２２よりも使用優先度の低い第１電動機２１に供給される電力よりも高くなるように各電動機２１，２２に供給される電力割合を決定してもよい。この場合、決定指令部９は、例えば記憶部６に記憶された各電動機２１，２２のエネルギー効率分布に関する情報に基づいて前記電力割合を決定する。

図４は、第１電動機２１のエネルギー効率分布を示すグラフである。図５は、第２電動機２２のエネルギー効率分布を示すグラフである。図４，５に示すグラフは、横軸が各電動機２１，２２のモータ回転数であり、縦軸が前記モータ回転数に応じたトルクである。本実施形態では、これらのグラフによって示される各電動機２１，２２のエネルギー効率分布が記憶部６に記憶されている。ここで、第１電動機２１および第２電動機２２の双方を駆動することにより駆動対象１００に前記必要トルクを入力する場合、決定指令部９は、記憶部６に記憶された図４，５に示すエネルギー効率分布から、各電動機２１，２２のエネルギー効率が最も高くなるトルクの組み合わせを抽出する。そして、当該組み合わせのうち高いトルクを使用優先度の高い第２電動機２２が担うように、各電動機２１，２２に供給する電力割合を決定する。

図４には、決定指令部９が決定した前記電力割合によって各電動機２１，２２を駆動する場合における第１電動機２１のモータ回転数とトルクとの関係を点Ｂ２で示している。また、図５には、決定指令部９が決定した前記電力割合によって各電動機２１，２２を駆動する場合における第２電動機２２のモータ回転数とトルクとの関係を点Ｂ１で示している。点Ｂ１におけるトルクは、点Ｂ２におけるトルクよりも大きい。すなわち、第２電動機２２に供給される電力は第１電動機２１に供給される電力に比して大きい。ここで、図５には、各電動機２１，２２のうち使用優先度の高い第２電動機２２のみを駆動することにより駆動対象１００に前記必要トルクを入力する場合における当該第２電動機２２のモータ回転数とトルクとの関係を点Ａ１で示している。点Ａ１のトルクは、点Ｂ１，Ｂ２のトルクの和と等しい。図５に示す点Ａ１，Ｂ１から明らかなように、第２電動機２２のみを駆動する場合、当該第２電動機２２のエネルギー効率が９５％程になるのに対し、第１電動機２１および第２電動機２２の双方を駆動する場合、各電動機２１，２２のうち電力供給量が多い第２電動機２２のエネルギー効率が１００％に近くなる。このように各電動機２１，２２の使用優先度およびエネルギー効率を勘案して当該電動機２１，２２に対する電力供給量を決定すると、電動システムＸ１の寿命が短くなることを抑止できるとともに、電動システムＸ１全体の省エネ性を向上することができる。

また、上記の実施形態では、各電動機２１，２２の運転情報として当該各電動機２１，２２の運転時間を用い、当該運転時間から劣化度を算出したが、これに限らない。

各電動機２１，２２の運転情報としては、例えば当該各電動機２１，２２の巻線を流れる電流値を用いてもよい。この場合、各検出センサ１１，１２としては、各電動機２１，２２の電流値を計測可能な電流センサを用い、算出部７は、各電動機２１，２２の電流値の時間積分値を当該各電動機２１，２２の劣化度として算出する。

具体的には、各検出センサ１１，１２は、電動機２１，２２の巻線を流れる電流値を検出する。そして、各検出センサ１１，１２は、前記検出した各電動機２１，２２の電流値情報を受付部５へ送る。前記電流値情報を受け付けた受付部５は、当該電流値情報を記憶部６に送り、当該記憶部６が各電動機２１，２２の電流値を記憶する。そして、算出部７は、記憶部６に記憶された各電動機２１，２２の電流値を読み出し、当該電流値を時間積分することにより、当該時間積分値を各電動機２１，２２の劣化度として算出する。なお、算出部７は、例えば電動システムＸ１の運転期間における前記電流値の時間積分値を前記劣化度として算出してもよいし、電動システムＸ１の運転停止期間を含めた全期間における前記電流値の時間積分値を前記劣化度として算出してもよい。

このように、各電動機２１，２２の運転情報として各電動機２１，２２の巻線を流れる電流値を用いる場合であっても、各電動機２１，２２の劣化度を精度良く算出することができ、これにより電動システムＸ１の寿命が短くなることを抑止できる。具体的には、電動機は、当該電動機が有する巻線に電流が供給されることにより駆動されるが、当該巻線に対して長期間に亘って高い電流が供給されると、前記巻線絶縁が熱劣化し、これにより電動機の寿命が短くなる。そこで、各電動機２１，２２の電流値の時間積分値に基づいて各電動機２１，２２の劣化度を算出し、当該劣化度に基づいて各電動機２１，２２の使用優先度を設定すると、各電動機２１，２２を流れる電流値の時間積分値を平準化することができる。これにより、電動システムＸ１の寿命が短くなることを抑止できる。

また、各電動機２１，２２の運転情報としては、例えば当該各電動機２１，２２に関する温度パラメータを用いてもよい。この場合、各検出センサ１１，１２としては、各電動機２１，２２に関する温度パラメータを計測可能な温度センサを用い、算出部７は、各電動機２１，２２に関する温度パラメータの時間積分値を当該各電動機２１，２２の劣化度として算出する。

具体的には、各検出センサ１１，１２は、各電動機２１，２２に関する温度パラメータを経時的に検出する。ここで、各電動機２１，２２に関する温度パラメータとは、当該各電動機２１，２２の巻線の温度に近似できるパラメータである。各検出センサ１１，１２は、例えば各電動機２１，２２の巻線の温度を直接検出するものであってもよいし、各電動機２１，２２の筐体の温度を検出するものであってもよい。そして、各検出センサ１１，１２は、前記検出した各電動機２１，２２に関する温度パラメータを受付部５へ送る。前記温度パラメータを受け付けた受付部５は、当該温度パラメータを記憶部６に送り、当該記憶部６が各電動機２１，２２に関する温度パラメータを記憶する。そして、算出部７は、記憶部６に記憶された各電動機２１，２２に関する温度パラメータを読み出し、当該温度パラメータを時間積分することにより、当該時間積分値を各電動機２１，２２の劣化度として算出する。なお、算出部７は、電動システムＸ１の運転期間における前記温度パラメータの時間積分値を前記劣化度として算出してもよいし、電動システムＸ１の運転停止期間を含めた全期間における前記温度パラメータの時間積分値を前記劣化度として算出してもよい。

このように、各電動機２１，２２の運転情報として各電動機２１，２２に関する温度パラメータを用いる場合であっても、各電動機２１，２２の劣化度を精度良く算出することができ、これにより電動システムＸ１の寿命が短くなることを抑止できる。具体的には、電動機は、当該電動機が有する巻線絶縁が熱劣化することにより、寿命が短くなる。そこで、各電動機２１，２２の巻線温度に近似する各電動機２１，２２に関する温度パラメータの時間積分値に基づいて各電動機２１，２２の劣化度を算出し、当該劣化度に基づいて各電動機２１，２２の使用優先度を設定すると、各電動機２１，２２の巻線温度の時間積分値を平準化することができる。これにより、電動システムＸ１の寿命が短くなることを抑止できる。

また、各電動機２１，２２の運転情報としては、例えば当該各電動機２１，２２の巻線抵抗値を用いてもよい。この場合、各検出センサ１１，１２としては、各電動機２１，２２の巻線抵抗を計測可能なセンサを用いる。

このように、各電動機２１，２２の運転情報として各電動機２１，２２の巻線抵抗値を用いる場合であっても、各電動機２１，２２の劣化度を精度良く算出することができ、これにより電動システムＸ１の寿命が短くなることを抑止できる。具体的には、電動機の巻線抵抗値は、当該巻線絶縁の熱劣化によって変化する値であり、当該巻線抵抗値が高いほど電動機の寿命は短くなる。そこで、各電動機２１，２２の巻線抵抗値を当該各電動機２１，２２の劣化度とし、当該劣化度に基づいて各電動機２１，２２の使用優先度を設定すると、電動システムＸ１の寿命が短くなることを抑止できる。

なお、各電動機２１，２２の巻線抵抗値は、それ自体が各電動機２１，２２の劣化度を表す指標となるため、各電動機２１，２２の運転情報として当該各電動機２１，２２の巻線抵抗値を用いる場合、算出部７はなくともよい。この場合、設定部８は、記憶部６に記憶された各電動機２１，２２の運転情報としての巻線抵抗値を当該各電動機２１，２２の劣化度として呼び出し、当該劣化度に基づいて各電動機２１，２２の使用優先度を設定する。

また、各電動機２１，２２の劣化度としては、上記のように巻線抵抗値を用いることができるが、これ以外にも、例えば磁石、絶縁抵抗、ベアリング等の劣化度を算出してもよい。

また、各電動機２１，２２の運転情報としては、例えば当該各電動機２１，２２の始動情報を用いてもよい。この場合、各検出センサ１１，１２としては、各電動機２１，２２の始動を検出可能なセンサを用い、算出部７は、各電動機２１，２２の始動頻度を当該各電動機２１，２２の劣化度として算出する。

具体的には、各検出センサ１１，１２は、例えば各電動機２１，２２に電流の供給が開始されたことを検知し、これにより各電動機２１，２２の始動を検出する。そして、各検出センサ１１，１２は、前記検出した各電動機２１，２２の始動情報を受付部５へ送る。前記始動情報を受け付けた受付部５は、当該始動情報を記憶部６に送り、当該記憶部６が各電動機２１，２２の始動情報を記憶する。そして、算出部７は、記憶部６に記憶された各電動機２１，２２の始動情報を読み出し、各電動機２１，２２の始動頻度を当該各電動機２１，２２の劣化度として算出する。なお、算出部７は、例えば電動システムＸ１の出荷時からの全期間における各電動機２１，２２の始動頻度を前記劣化度として算出してもよいし、所定期間における各電動機２１，２２の始動頻度を前記劣化度として算出してもよい。

このように、各電動機２１，２２の運転情報として各電動機２１，２２の始動情報を用いる場合であっても、各電動機２１，２２の劣化度を精度良く算出することができ、これにより電動システムＸ１の寿命が短くなることを抑止できる。具体的には、電動機の単位時間あたりの始動頻度は、当該電動機の機械的疲労度に関する指標となり、前記始動頻度が高いほど電動機の寿命が短くなる。そこで、各電動機２１，２２の始動情報に基づいて各電動機２１，２２の始動頻度を劣化度として算出し、当該劣化度に基づいて各電動機２１，２２の使用優先度を設定すると、各電動機２１，２２の始動頻度を平準化することができる。これにより、電動システムＸ１の寿命が短くなることを抑止できる。

また、算出部７は、上述した各電動機２１，２２の運転情報としての運転時間、電流値、温度パラメータ、巻線抵抗、および始動頻度を適宜組み合わせることにより、当該各電動機２１，２２の劣化度を算出してもよい。

例えば、各電動機２１，２２の番号ｎ、各電動機２１，２２の劣化度をＹ（ｎ）、各電動機２１，２２に関する温度パラメータの時間積分値をｔ（ｎ）、各電動機２１，２２の始動に関する定数をＦとし、ｋを重みづけ係数とする。このとき、算出部７は、図２のＯｐ２において、記憶部６から各電動機２１，２２に関する温度パラメータおよび始動情報を呼び出し、Ｙ（ｎ）＝Ｙ（ｎ０）＋ｋ×ｔ（ｎ）＋Ｆの式から各電動機２１，２２の劣化度Ｙ（ｎ）を算出する。なお、Ｙ（ｎ０）は、図２のフローチャートが開始される以前の各電動機２１，２２の劣化度を表す、これにより、各電動機２１，２２に関する温度パラメータの時間積分値および始動頻度を同時に評価しつつ当該各電動機２１，２２の劣化度を算出することができる。なお、定数Ｆおよび重みづけ係数ｋは、実際の各電動機２１，２２の使用態様と寿命との相関関係を評価することにより決定することができる。

また、上記の実施形態では、記憶部６が各電動機２１，２２の運転情報を記憶しており、当該記憶された運転情報に基づいて算出部７が各電動機２１，２２の劣化度を算出したが、これに限らない。例えば、図６に示すように、各検出センサ１１，１２から受け付けた各電動機２１，２２の運転情報に基づいて算出部７が各電動機２１，２２の劣化度を算出し、当該算出された劣化度が記憶部６に記憶されてもよい。この場合、設定部８は、記憶部６に記憶された各電動機２１，２２の劣化度を呼び出し、当該劣化度に基づいて各電動機２１，２２の使用優先度を設定する。

ここで、図７は、図６に示す駆動制御装置Ｙ１の制御部１０の動作手順を示すフローチャートである。図７に示すフローチャートでは、図２に示すフローチャートのＯｐ１およびＯｐ２に代えてＯｐ１０が挿入されており、Ｏｐ９に代えてＯｐ１１およびＯｐ１２が挿入されている。具体的には、図６に示す駆動制御装置Ｙ１の制御部１０では、運転スイッチ２００が押されることにより電動システムＸ１が運転可能な状態となった場合に、設定部８が記憶部６から各電動機２１，２２の劣化度を呼び出し（Ｏｐ１０）、当該劣化度に基づいて各電動機２１，２２の使用優先度を設定する（Ｏｐ３）。

そして、運転スイッチ２００が再度押されることにより当該運転スイッチ２００から電動システムＸ１の運転を停止するための信号が送られた場合に（Ｏｐ８にてＹＥＳ）、算出部７は、受付部５を介して各検出センサ１１，１２から各電動機２１，２２の運転情報を受けて、当該運転情報に基づいて各電動機２１，２２の劣化度を算出する（Ｏｐ１０）。前記劣化度を算出した算出部７は、当該劣化度を記憶部６に送り、当該記憶部６が各電動機２１，２２の劣化度を記憶する（Ｏｐ１２）。このようにして記憶部６における前記劣化度の書き込みが終了すると、電動システムＸ１の運転が完全に停止される。

図６に示す駆動制御装置Ｙ１では、電動システムＸ１の運転が停止されるに際して記憶部６に各電動機２１，２２の劣化度が記憶されるため、制御部１０が動作を開始するに際して算出部７が各電動機２１，２２の運転情報から前記劣化度を算出する必要がない。

以上説明した本実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記の実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

Ｘ１ 電動システム
Ｙ１ 駆動制御装置
２ 電動機
２１ 第１電動機
２２ 第２電動機
５ 受付部
６ 記憶部
７ 算出部
８ 決定部
９ 決定指令部（指令部）

Claims (6)

1. 移動式クレーンであって、
   第１電動機及び第２電動機と、電源と、当該電源により前記第１電動機及び前記第２電動機を同時に駆動する状態と前記第１電動機及び第２電動機のいずれか一方のみを駆動する状態とに切換えられることが可能なインバータと、を含む電動システムと、
   前記電動システムの単一の駆動対象であるウィンチと、
   前記電動システムによる前記ウィンチの駆動を操作するための操作レバーと、
   前記電動システムによる前記ウィンチの駆動を制御する駆動制御装置と、を備え、
   前記駆動制御装置は、
   前記第１電動機及び前記第２電動機の寿命に関連する運転情報を受け付ける受付部と、
   前記受付部が受け付けた前記各電動機の運転情報を記憶する記憶部と、
   前記記憶部に記憶された前記各電動機の運転情報に基づいて前記各電動機の劣化度を算出する算出部と、
   前記記憶部に記憶された前記第１電動機及び第２電動機の運転情報に基づいて当該第１電動機及び第２電動機の使用優先度を設定する設定部であって、前記第１及び第２電動機のうち前記算出部が算出した劣化度が低い電動機から順に使用優先度が高くなるように当該使用優先度を設定するものと、
   前記ウィンチを駆動するためのトルクについて前記操作レバーの操作量に対応した必要トルクを決定し、当該必要トルクを前記第１電動機及び前記第２電動機のうちのいずれか一方のみによって前記ウィンチに入力することが可能である場合に当該第１及び第２電動機のうち前記設定部が設定した前記使用優先度が高い電動機のみを使用するように前記インバータに駆動指令を送る決定指令部と、を備える移動式クレーン。
2. 前記受付部は、前記各電動機の運転情報として前記各電動機の運転時間を受け付け、
   前記算出部は、少なくとも前記受付部が受け付けた前記各電動機の運転時間に基づいて前記各電動機の劣化度を算出する、請求項１に記載の移動式クレーン。
3. 前記受付部は、前記各電動機の運転情報として前記各電動機の電流値を受け付け、
   前記算出部は、少なくとも前記受付部が受け付けた前記各電動機の電流値の時間積分値に基づいて前記各電動機の劣化度を算出する、請求項１または２に記載の移動式クレーン。
4. 前記受付部は、前記各電動機の運転情報として前記各電動機に関する温度パラメータを受け付け、
   前記算出部は、少なくとも前記受付部が受け付けた前記各電動機に関する温度パラメータの時間積分値に基づいて前記各電動機の劣化度を算出する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の移動式クレーン。
5. 前記受付部は、前記各電動機の運転情報として前記各電動機の巻線抵抗値を受け付け、
   前記算出部は、少なくとも前記受付部が受け付けた前記各電動機の巻線抵抗値に基づいて前記各電動機の劣化度を算出する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の移動式クレーン。
6. 前記受付部は、前記各電動機の運転情報として前記各電動機の始動情報を受け付け、
   前記算出部は、少なくとも、前記受付部が受け付けた前記各電動機の始動情報から単位時間あたりの前記各電動機の始動頻度を算出し、当該始動頻度に基づいて前記各電動機の劣化度を算出する、請求項１〜５のいずれか一項に記載の移動式クレーン。

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