專利名稱：在高速范圍內(nèi)船舶的表面驅(qū)動裝置的控制方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種按照權(quán)利要求1所述的船舶的表面驅(qū)動裝置的控制方法。
背景技術：
在快速的馬達驅(qū)動的船舶中，其設有表面驅(qū)動裝置，螺旋槳軸可繞活節(jié)點與來自 馬達或變速器的驅(qū)動軸向所有的方向轉(zhuǎn)動。馬達和變速器處于船體中。在螺旋槳軸在垂直 的平行于船舶縱軸線設置的平面內(nèi)的轉(zhuǎn)動時改變螺旋槳的浸水深度并從而不僅改變驅(qū)動 能量向推力的轉(zhuǎn)化而且影響船身的縱軸線在水中關于水平線的位置。螺旋槳軸在垂直平面 內(nèi)的該轉(zhuǎn)動人們稱為平衡，轉(zhuǎn)動的尺度稱為平衡角度。在較高的速度和只部分地浸水的螺 旋槳時表面驅(qū)動裝置達到其最好的效率。優(yōu)化的平衡角度因此取決于船舶的速度并且在傳 統(tǒng)的船舶中以相應的不準確性手工實施。近似地采取船舶的速度正比于螺旋槳軸的轉(zhuǎn)速或 與其成正比的驅(qū)動裝置的轉(zhuǎn)速，在具有多個驅(qū)動單元的實施形式中，它們分別由自己的馬 達驅(qū)動，由于在各馬達特性曲線中的偏差和螺旋槳的制造公差不可能為如下的行駛范圍調(diào) 節(jié)相同的轉(zhuǎn)速，在該行駛范圍內(nèi)船舶達到其最高速度。因此需要獨立地改變浸水深度以便 適應為最高速度確定的轉(zhuǎn)速，因為由此改變驅(qū)動裝置的力矩并從而改變驅(qū)動裝置的轉(zhuǎn)速。 此外手工的平衡還增加船駕駛員除其他任務之外的負擔，這同樣增加平衡角度的優(yōu)化的調(diào) 節(jié)的困難。在現(xiàn)有技術中描述一種用于表面驅(qū)動裝置的自動的平衡控制裝置，其自動地根據(jù) 相應的行駛范圍調(diào)節(jié)平衡角度，行駛范圍在這種情況下通過船舶在不同的速度時在水中占 有的位置確定。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種方法用于船舶的表面驅(qū)動裝置為如下的行駛范圍的 平衡角度的優(yōu)化的自動的調(diào)節(jié)，在該行駛范圍內(nèi)船舶達到其最高速度。通過權(quán)利要求1的特征達到該目的。船舶的表面驅(qū)動裝置包括至少兩個驅(qū)動單元，在各驅(qū)動單元中各一個帶有螺旋槳 的螺旋槳軸在萬向軸套中導向。萬向軸套在活節(jié)點中可轉(zhuǎn)動地固定在船舶的尾部并且螺旋 槳軸在活節(jié)點中活節(jié)式連接于驅(qū)動軸。驅(qū)動軸或直接由在船舶的船體的內(nèi)部設置的馬達驅(qū) 動，或是在馬達下游的變速器的輸出端。每一驅(qū)動單元由自己的馬達驅(qū)動。萬向軸套并從而 螺旋槳軸在平行于船舶縱軸線的垂直平面內(nèi)的轉(zhuǎn)動被人們稱為平衡，其中由平衡上限值和 平衡下限值限定平衡角度作為轉(zhuǎn)動的尺度。利用平衡運動調(diào)節(jié)螺旋槳的浸水深度。利用萬 向軸套在水平平面內(nèi)的轉(zhuǎn)動控制船舶的行駛方向，其中用于該轉(zhuǎn)動的尺度是控制角度，該 控制角度在左邊的和右邊的最大的控制角度之間變動。為了在兩個平面內(nèi)實施轉(zhuǎn)動運動， 萬向軸套由平衡促動器和控制促動器操縱，它們又由電子控制單元來控制。表面驅(qū)動裝置 在至少兩個不同的行駛范圍內(nèi)操作，其中在一個行駛范圍內(nèi)達到船舶的最高速度。在該行 駛范圍內(nèi)自動地和彼此獨立地調(diào)節(jié)各驅(qū)動單元的平衡角度，從而在每一驅(qū)動單元上調(diào)到確定的轉(zhuǎn)速，此時船舶達到其最高速度。平衡角度的自動的改變以下也稱為自動的平衡，按照 行駛范圍不同的方式和方法稱為平衡模式。平衡角度在多個驅(qū)動單元中在達到船舶的最高速度的行駛范圍內(nèi)的獨立調(diào)節(jié)的 優(yōu)點是統(tǒng)一地在每一驅(qū)動單元上調(diào)到為達到最高速度需要的確定的轉(zhuǎn)速的可能性。相應的 平衡角度的獨立的分開的調(diào)節(jié)由此補償關于螺旋槳尺寸或各馬達的功率特性曲線的偏差。 并且從平衡角度的調(diào)節(jié)中減輕船駕駛員的負擔。 由諸從屬權(quán)利要求得出本發(fā)明的有利的實施形式。在本發(fā)明的一種有利的實施形式在達到船舶的最高速度的行駛范圍內(nèi)自動地在 封閉的控制回路中彼此獨立地調(diào)節(jié)各個驅(qū)動單元的平衡角度，使在各驅(qū)動單元上調(diào)到相應 的確定的轉(zhuǎn)速?；蛘咴诿恳或?qū)動單元中自動地獨立于其他的驅(qū)動單元可以調(diào)到預先規(guī)定的平衡 角度，在該平衡角度時在相應的驅(qū)動單元上達到確定的轉(zhuǎn)速。例如通過實驗求得預先規(guī)定 的平衡角度。另外有可能，在受控的未達到最高速度的行駛范圍內(nèi)，從在電子控制單元中存放 的表格或特性曲線取出根據(jù)轉(zhuǎn)速或速度要調(diào)到的平衡角度。內(nèi)插中間值。作為數(shù)值表格或 特性曲線的替代可以由函數(shù)算出平衡角度，該函數(shù)存儲于電子控制單元中。還有可能，將在工作中調(diào)節(jié)的平衡角度并且在存在平衡活板時將平衡活板角度在 學習的工作方式中存儲，并因此產(chǎn)生特性曲線或數(shù)值表格。此外按照本發(fā)明的進一步構(gòu)成可以設定，除船舶達到最高速度的行駛范圍外，從 第一轉(zhuǎn)速界限值(其由馬達的空轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速產(chǎn)生)起，設置用于慢速行駛的慢速行駛范圍，在慢 速行駛范圍內(nèi)平衡角度的自動調(diào)節(jié)是消極的。這意味著，手工由船駕駛員在平衡范圍內(nèi)能 任意調(diào)節(jié)平衡角度，但電子控制單元持續(xù)地檢測轉(zhuǎn)速并且在離開慢速行駛范圍時起動相應 的自動的用于接著的行駛范圍的工作方式。在這方面另一種實施形式設定，在四個行駛范圍內(nèi)操作表面驅(qū)動裝置，隨著轉(zhuǎn)速 的提高在慢速行駛范圍以后從第二轉(zhuǎn)速界限值起接著第二行駛范圍，從第三轉(zhuǎn)速界限值起 接著第三行駛范圍并且從第四轉(zhuǎn)速界限值起接著第四行駛范圍。在這種情況下在第二行駛 范圍內(nèi)和第三行駛范圍內(nèi)以控制的方式、即以調(diào)節(jié)值的輸出而無反饋的方式實現(xiàn)自動的平 衡。第四行駛范圍是達到船舶的最高速度的那個行駛范圍。另外可以設定，在慢速行駛范圍、第二和第三行駛范圍內(nèi)同步調(diào)節(jié)各個驅(qū)動單元 的平衡角度，亦即對于全部的驅(qū)動單元統(tǒng)一地沿相同的方向?qū)崿F(xiàn)相同角度的調(diào)節(jié)。各個驅(qū) 動單元的轉(zhuǎn)速的平均值用作為轉(zhuǎn)速信號，借助它從數(shù)值表格或借助在電子控制單元中的函 數(shù)確定平衡角度。在另一方案中，在船舶中，其在尾橫板的左側(cè)和右側(cè)具有至少各一個平衡活板，在 左邊和在右邊以自動的工作方式同步以相同的平衡活板角度沿相同的方向在平衡活板上 限角度與平衡活板下限角度之間調(diào)節(jié)各平衡活板。在這方面在另一種實施形式中設定，在達到船舶的最高速度的行駛范圍內(nèi)，通過 電子控制單元自動地調(diào)到預先規(guī)定的平衡活板角度，其中優(yōu)選通過船舶的船體反向于行駛 運動的阻力是最小的。在另一種實施形式中，在達到船舶的最高速度的行駛范圍內(nèi)，在封閉的控制回路中自動地調(diào)節(jié)平衡活板角度，使得船舶速度是最大的。


本發(fā)明的實施例示于附圖中并且以下更詳細地給予描述。其中圖1 船舶包括表面驅(qū)動裝置的示意的側(cè)視圖；圖2 用于平衡模式的自動變換的流程圖；圖3 平衡角度關于轉(zhuǎn)速的變化的簡圖；圖4 用于在未達到船舶的最高速度的行駛范圍內(nèi)平衡角度的控制的流程圖；圖5 用于在達到船舶的最高速度的行駛范圍內(nèi)平衡角度的控制的流程圖；圖6 用于在達到船舶的最高速度的行駛范圍內(nèi)平衡角度的調(diào)節(jié)的流程圖。
具體實施例方式圖1示出船舶100包括表面驅(qū)動裝置的示意的側(cè)視圖。表面驅(qū)動裝置的驅(qū)動單元 140在尾部側(cè)設置在船舶100的船體101上并且連接于尾橫板104。驅(qū)動單元140包括萬向 軸套105 (其具有螺旋槳軸106和螺旋槳107)以及平衡促動器(其由液壓缸110和行程傳 感器112組成)。在萬向軸套105中在中心可旋轉(zhuǎn)地支承螺旋槳軸106，在后者的尾端固定 螺旋槳107。在活節(jié)點111，萬向軸套105與尾橫板104相連接并可轉(zhuǎn)動地支承，并且螺旋 槳軸106與驅(qū)動軸125相連接并可轉(zhuǎn)動地支承，驅(qū)動軸125來自在馬達下游的變速器103。 轉(zhuǎn)速η例如由一轉(zhuǎn)速傳感器123在一開槽盤124上測量，由電子控制單元檢測該傳感器的 信號。由平衡促動器110、112產(chǎn)生驅(qū)動單元140在垂直平面內(nèi)的轉(zhuǎn)動運動，也稱為平衡運 動。由電子控制單元130起動平衡運動，其經(jīng)由中心的液壓單元132控制平衡促動器，用于 驅(qū)動單元140的平衡運動的尺度是平衡角度τ。在稱為平衡范圍τ _G的通過平衡上限值 τ _P和平衡下限值τ _N限定的角度內(nèi)實現(xiàn)平衡運動。通過對尾橫板104的垂直線提供中 性的平衡位置τ_0，其例如以τ_0 = 0°確定。另外為了船舶100的平衡在右邊和左邊在 尾橫板104上安裝兩個平衡活板114和115，它們由各一個平衡活板缸116和117操縱。同 樣由電子控制單元130經(jīng)由中心的液壓缸132實現(xiàn)平衡活板缸116和117的控制。以自動 的工作方式相互同步調(diào)節(jié)平衡活板114和115，從而平衡活板角度在右邊和左邊總是相同 的并且用共同的平衡活板角度Y說明。在這種情況下由平衡活板上限角度和平衡活 板下限角度限定平衡活板114和115的運動。中性的位置處在它們之間，如同 對于平衡角度τ 一樣通過對尾橫板104的垂直線提供該位置Y _0，利用各一個在平衡活板 缸116和117內(nèi)設置位移傳感器120和121測量平衡活板運動并且在電子控制單元130中 檢測或例如全部測得的數(shù)值顯示在操縱臺131上。圖2中借助流程圖表達平衡模式根據(jù)用作為速度的尺度的轉(zhuǎn)速η并從而根據(jù)行駛范圍的自動變換。馬達102、驅(qū)動軸125和螺旋槳軸106的轉(zhuǎn)速由于變速器103的固定的傳 動比和無打滑的傳動處于正比的關系，從而考慮到測量點馬達、變速器或螺旋槳軸在電子 控制單元130中檢測轉(zhuǎn)速η，作為轉(zhuǎn)速測量裝置采用例如轉(zhuǎn)速傳感器123與開槽盤124協(xié)同 操作或采用來自馬達控制的信息，在慢速行駛范圍Sl內(nèi)，在加速行駛時轉(zhuǎn)速η從通過馬達 的空轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速給定的開始轉(zhuǎn)速η_11升高。在慢速行駛范圍Si，例如操縱船舶，如這在靠岸和 離岸行駛時是必需的。在電子控制單元130中將當前的轉(zhuǎn)速η與在電子控制單元中編程序的來自存儲的數(shù)值表格133或曲線函數(shù)的轉(zhuǎn)速界限值n_12相比較。如果當前的轉(zhuǎn)速η的數(shù) 值大于轉(zhuǎn)速界限值η_12的數(shù)值，則自動的平衡控制轉(zhuǎn)入第二行駛范圍S2并確定當前的為 行駛范圍S2在數(shù)值表格133中配置的平衡角度τ。其然后作為輸出信號離開電子控制單 元130通向中心的液壓單元132，該液壓單元操縱平衡促動器110、112并且將驅(qū)動單元140 調(diào)節(jié)到符合行駛范圍的平衡角度τ。第二行駛范圍S2在加速行駛時只是暫時的行駛范圍， 在其中平衡能夠過渡到第三行駛范圍S3。如果轉(zhuǎn)速在行駛范圍S2內(nèi)重新低于η_12，則自 動的平衡控制返回慢速行駛范圍Si。在行駛范圍S2內(nèi)轉(zhuǎn)速升高和超過轉(zhuǎn)速界限值11_23時 在電子控制單元130中起動用于第三行駛范圍S3的工作方式。S3是船舶利用表面驅(qū)動裝置的主行駛范圍，其中在這里也例如達到馬達102或螺旋槳107的最高效率。如果在行駛范 圍S3內(nèi)轉(zhuǎn)速η重新降低并且低于轉(zhuǎn)速界限值η_32 (其低于η_23)，則自動的平衡返回用于 行駛范圍S2的模式。如果在繼續(xù)加速時在行駛范圍S3內(nèi)超過轉(zhuǎn)速界限值η_34，則在電子 控制單元130中起動用于第四行駛范圍S4的平衡模式，在第四行駛范圍S4內(nèi)馬達102滿 載運轉(zhuǎn)并達到確定的轉(zhuǎn)速η_40，此時船舶100以其最高速度運動。如果轉(zhuǎn)速η低于η_34， 則按照用于第三行駛范圍S3的模式調(diào)節(jié)平衡角度τ。全部轉(zhuǎn)速界限值可通過例如在實驗 中求得的速度界限值代替。圖3中的簡圖示例性示出平衡角度τ關于轉(zhuǎn)速η或關于與轉(zhuǎn)速η成正比的速度ν 的變化。在慢速行駛范圍Sl (其從空轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速11_11開始)內(nèi)，由船駕駛員在平衡上限值τ_ P與平衡下限值τ _Ν之間可自由選擇平衡角度τ，如可選擇的平衡角度示于點A或點A' 中。自動的平衡在該行駛范圍內(nèi)是消極的，亦即不自動地控制或調(diào)節(jié)平衡角度τ，但這與 手工的工作方式不是意義相同的，因為電子控制單元130在背后檢測轉(zhuǎn)速η或速度ν并在 超過向上限定慢速行駛范圍Sl的轉(zhuǎn)速界限值η_12時通過在電子控制單元130中檢測測 得的轉(zhuǎn)速η并緊接著從存儲的數(shù)值表格133確定所屬的平衡角度τ，起動用于第二行駛范 圍S2的平衡角度τ的自動的受控的調(diào)節(jié)。在只用作為在慢速行駛范圍Sl與第三行駛范 圍S3之間的過渡范圍的第二行駛范圍S2 (其轉(zhuǎn)入通過第三行駛范圍S3描述的滑動階段) 內(nèi)，為了船舶100的尾側(cè)的抬高需要向平衡下限值τ_Ν調(diào)節(jié)平衡角度τ，上述調(diào)節(jié)到達點 C。在附加的方案中在該階段在船舶的尾側(cè)的抬高時平衡活板114、115支持驅(qū)動單元140。 由于有限的動力不能跳躍式而只以時間上的梯度實現(xiàn)該調(diào)節(jié)，因此從點B開始平衡角度τ 以具有最大梯度的有限的調(diào)節(jié)速度下落到平衡下限值τ _Ν的數(shù)值上。在那里驅(qū)動單元140 在漸增的行駛中一直保持到在電子控制單元在考慮到梯度下算出接近第三行駛范圍S3為 止。在點D開始平衡角度τ的調(diào)節(jié)，而使在超過轉(zhuǎn)速界限值η_23時驅(qū)動單元140已到達 平衡角度的中間的位置τ_0(其例如用τ_0 = 0°定義)，在第三行駛范圍S3內(nèi)平衡角度 τ在校正上限值τ_31與校正下限值τ-32之間的轉(zhuǎn)速界限值規(guī)定的校正范圍τ_30內(nèi)可 以例如為了配合而適應于水面狀況(線E-G-H)。在第三行駛范圍S3內(nèi)轉(zhuǎn)速下降(線E-X)時，第二行駛范圍S2的自動的工作方式 只從轉(zhuǎn)速11_32(其小于轉(zhuǎn)速η_23)起才有效(線Ε-Χ-Υ)。通過這樣的滯后作用避免工作方 式在過渡范圍內(nèi)不斷變換。如果在第三行駛范圍S3內(nèi)轉(zhuǎn)速升高時超過界限速度η_34，則平衡角度τ首先保 持最后在第三行駛范圍S3內(nèi)調(diào)節(jié)的數(shù)值(點F或H)。緊接著隨著用于第四行駛范圍S4的 工作模式的起動在封閉的控制回路中改變平衡角度τ，使得達到確定的轉(zhuǎn)速11_40或最高的速度v_40(點I)。在例如設置兩個驅(qū)動單元140、140'時，它們分別由自己的馬達102、 102'驅(qū)動，在達到船舶的最高速度的行駛范圍內(nèi)，彼此獨立地調(diào)節(jié)兩驅(qū)動單元140、140' 的平衡角度τ_1、τ_2，以便達到確定的最高的轉(zhuǎn)速n_40，其中將各個驅(qū)動單元140、140' 的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)成使它們必須共同處于例如10轉(zhuǎn)/分的狹窄的公差范圍內(nèi)。代替確定的轉(zhuǎn)速 n_40的調(diào)節(jié)，兩驅(qū)動單元140、140'的控制也是可能的。為此對于每一驅(qū)動單元140、140' 必須預先已知平衡角度τ_40、τ_40'，通過所述平衡角度，相應的驅(qū)動單元140、140‘與 馬達102、102'相結(jié)合達到確定的轉(zhuǎn)速11_40。該角度例如在實驗中求得并然后在電子控 制單元130中編程序?，F(xiàn)在如果轉(zhuǎn)速超過轉(zhuǎn)速界限值η_34，電子控制單元130將平衡角度 τ _40、τ _40'的數(shù)值送給中心的液壓單元132并由此進一步送給相應的平衡促動器110、 110'。在相應的驅(qū)動單元140、140'上現(xiàn)在同時在從第三行駛范圍S3向行駛范圍S4的過 渡中在點K調(diào)節(jié)到平衡角度τ_40、τ_40'，利用它接著也自動和獨立地在每一驅(qū)動單元 140,140'上調(diào)到為達到最高速度ν_40需要的確定的轉(zhuǎn)速η_40。圖4中流程圖在第三行駛范圍S3的實例上示出對于未達到船舶的最高速度的行 駛范圍內(nèi)的轉(zhuǎn)速的控制。從在下面的第二行駛范圍S2的較低的轉(zhuǎn)速開始，在操縱臺131上 調(diào)節(jié)要求的任意的轉(zhuǎn)速11_乂3，其處在第三行駛范圍S3中的轉(zhuǎn)速界限值11_23與11_34之間。 馬達調(diào)節(jié)裝置134調(diào)節(jié)實際的轉(zhuǎn)速η，其符合于要求的轉(zhuǎn)速η_Χ3。在電子控制單元130中將 實際的轉(zhuǎn)速與限定第三行駛范圍S3的轉(zhuǎn)速界限值11_23和11_34相比較。如果滿足該條件， 則電子控制單元130從數(shù)值表格133中將所屬的平衡角度τ_Χ3發(fā)送給平衡促動器110、 112，隨后各驅(qū)動單元140統(tǒng)一地占有平衡角度τ_Χ3。由于螺旋槳107的變化的浸水深度， 轉(zhuǎn)速η可以微小地改變，但這通過馬達調(diào)節(jié)裝置來補償并且η = η_Χ3。圖5在流程圖中示出實例用于在船舶達到其最高速度的行駛范圍內(nèi)確定的轉(zhuǎn)速 η_40的控制。從在第三行駛范圍S3的轉(zhuǎn)速開始經(jīng)由操縱臺131例如借助于變速桿輸入要 求的為達到船舶的最高速度需要的確定的轉(zhuǎn)速η_40并且轉(zhuǎn)送給馬達調(diào)節(jié)裝置134，后者是 電子控制單元130的一部分。在馬達調(diào)節(jié)裝置134中改變馬達參數(shù)，以便達到確定的轉(zhuǎn)速 η_40。由于向船舶達到最高速度的行駛范圍S4的過渡不是利用為確定的轉(zhuǎn)速11_40的調(diào)節(jié) 來實現(xiàn)，而是在已在第三行駛范圍S3內(nèi)調(diào)節(jié)的相同的平衡角度τ_1、τ_2時實現(xiàn)，兩驅(qū)動 單元140、140'的實際轉(zhuǎn)速run'小于要求的確定的轉(zhuǎn)速n_40。在電子控制單元130中將 實際轉(zhuǎn)速η、η'與轉(zhuǎn)速界限值n_34相比較，在超過轉(zhuǎn)速界限值n_34時從在電子控制單元 130中存儲的數(shù)值表格133中將為兩驅(qū)動單元140、140'預定的平衡角度τ_40、τ_40' 發(fā)送給相應的驅(qū)動單元140、140'并在那里調(diào)節(jié)。借此使實際轉(zhuǎn)速run'適應于確定的轉(zhuǎn) 速11_40。圖6在流程圖中示出實例用于在船舶達到其最高速度的第四行駛范圍S4內(nèi)的平 衡角度τ的調(diào)節(jié)。從在第三行駛范圍S3內(nèi)的轉(zhuǎn)速開始在操縱臺131上輸入要求的為達 到船舶的最高速度需要的確定的轉(zhuǎn)速11_40并且轉(zhuǎn)送給電子控制單元130中的馬達控制裝 置134。隨后調(diào)節(jié)的實際轉(zhuǎn)速η小于要求的轉(zhuǎn)速11_40。在電子控制單元130中將實際轉(zhuǎn)速 η與轉(zhuǎn)速界限值η_34相比較并且在超過轉(zhuǎn)速界限值η_34時自動地起動用于第四行駛范圍 S4、亦即用于要求的轉(zhuǎn)速η_40的調(diào)節(jié)的工作方式。在這種情況下在為每一驅(qū)動單元140、 140'獨立進行的控制回路135、135'中，通過起調(diào)節(jié)參數(shù)作用的平衡角度τ的改變影響 構(gòu)成為調(diào)節(jié)量的轉(zhuǎn)速η，直到其接近用作為主導參量確定的轉(zhuǎn)速η_40。轉(zhuǎn)速η_40在兩驅(qū)動單元140、140'中必須是相同的。如所示的，在步驟136中所示將調(diào)節(jié)量轉(zhuǎn)速η與主導參量 即確定的轉(zhuǎn)速η_40相比較。如果轉(zhuǎn)速η以調(diào)節(jié)差Δη_40偏離轉(zhuǎn)速η_40，則在步驟137中 將起調(diào)節(jié)參數(shù)作用的平衡角度τ改變一個平衡角度增量△ τ。然后在步驟138中調(diào)節(jié)新 的改變了轉(zhuǎn)速增量Δη的轉(zhuǎn)速η士 Δη，其由轉(zhuǎn)速傳感器123檢測并在電子控制單元130中 在步驟136中重新與主導參量確定的轉(zhuǎn)速η_40相比較。附圖標記列表100 船舶101 船體102驅(qū)動馬達102'第二驅(qū)動馬達103變速器104尾橫板105萬向軸套106螺旋槳軸107螺旋槳110平衡紅111活節(jié)點112平衡缸的行程傳感器114右邊的平衡活板115左邊的平衡活板116右邊的平衡活板缸117左邊的平衡活板缸120右邊的平衡活板傳感器121左邊的平衡活板傳感器123螺旋槳軸的轉(zhuǎn)速傳感器124開槽盤125驅(qū)動軸130電子控制單元131操縱臺132中心的液壓單元133電子控制單元130中的數(shù)值表格134馬達調(diào)節(jié)裝置135用于驅(qū)動單元140的調(diào)節(jié)回路135'用于第二驅(qū)動單元140'的調(diào)節(jié)回路136調(diào)節(jié)回路中的步驟調(diào)節(jié)量與主導參量的比較137調(diào)節(jié)回路中的步驟調(diào)節(jié)參數(shù)138調(diào)節(jié)回路中的步驟調(diào)節(jié)量140驅(qū)動單元140'第二驅(qū)動單元
190縱軸線202速度測量裝置Sl第一行駛范圍S2第二行駛范圍S3第三行駛范圍S4第四行駛范圍η 轉(zhuǎn)速Δη轉(zhuǎn)速增量n_llSl的開始轉(zhuǎn)速n_12從Sl向S2的轉(zhuǎn)速界限值n_23從S2向S3的轉(zhuǎn)速界限值n_32在滯后的情況下從S3向S2的轉(zhuǎn)速界限值n_34從S3向S4的轉(zhuǎn)速界限值n_40S4的確定的轉(zhuǎn)速Δ η_40 調(diào)節(jié)差ν 船舶的速度ν_40船舶的最高速度γ 共同的平衡活板角度y_R右邊的平衡活板角度y_L左邊的平衡活板角度y_P平衡活板上限角度y_N平衡活板下限角度y_0平衡活板角度的中間位置y_40優(yōu)化的平衡活板角度用船舶的最大的最高速度τ 平衡角度Δ τ 平衡角度增量τ _1 第一驅(qū)動單元140的平衡角度τ_2第一驅(qū)動角度140'的平衡角度τ_Ρ平衡上限值τ_Ν平衡下限值τ_0平衡角度的中間位置x_G平衡范圍τ _30用于在S3中平衡的校正范圍τ _30用于在S3中平衡的校正上限值τ _32用于在S3中平衡的校正下限值τ_40 S4中優(yōu)化的平衡角度τ_40'用于第二驅(qū)動單元140'的S4中優(yōu)化的平衡角度τ _1 在多個驅(qū)動單元中關于第一驅(qū)動單元140的平衡角度τ_2 在多個驅(qū)動單元中關于第二驅(qū)動單元140'的平衡角度
權(quán)利要求
船舶(100)的表面驅(qū)動裝置的控制方法，該表面驅(qū)動裝置包括至少兩個分別由一個驅(qū)動馬達(102)驅(qū)動的驅(qū)動單元(140、140′)，所述驅(qū)動單元由引導螺旋槳軸(106)的萬向軸套(105)和被電子控制單元(130)控制的平衡促動器(110、112)組成，萬向軸套(105)繞在尾橫板(104)上安裝的活節(jié)點(111)在平衡范圍(τ_G)內(nèi)能以平衡角度(τ)垂直地轉(zhuǎn)動，并且在活節(jié)點(10)處螺旋槳軸(106)活節(jié)式連接于驅(qū)動軸(125)，并且表面驅(qū)動裝置在至少兩個不同的行駛范圍內(nèi)操作，其特征在于在達到船舶的最高速度(v_40)的行駛范圍內(nèi)，自動和彼此獨立地調(diào)節(jié)各驅(qū)動單元(140、140′)的平衡角度(τ_1、τ_2)，以便達到確定的轉(zhuǎn)速(n_40)，在該轉(zhuǎn)速時達到最高速度(v_40)。
2.按照權(quán)利要求1所述的船舶的驅(qū)動裝置的控制方法，其特征在于在達到船舶(100) 的最高速度的行駛范圍內(nèi)，自動地在封閉的調(diào)節(jié)回路中彼此獨立地調(diào)節(jié)各驅(qū)動單元(140、 140')的平衡角度(t_1、T_2)，使得在各驅(qū)動單元(140、140')上調(diào)到確定的轉(zhuǎn)速 (n_40)。
3.按照權(quán)利要求1所述的船舶的驅(qū)動裝置的控制方法，其特征在于在達到船舶的最 高速度的行駛范圍內(nèi)，在每一驅(qū)動單元(140、140')中以控制的方式自動和彼此獨立地調(diào) 到預先規(guī)定的平衡角度(t_40)，在所述平衡角度時在相應的驅(qū)動單元(140、140')上調(diào) 到確定的轉(zhuǎn)速(n_40)。
4.按照上述權(quán)利要求之至少一項所述的船舶的驅(qū)動裝置的控制方法，其特征在于在 受控的未達到最高速度的行駛范圍內(nèi)，從在電子控制單元(130)中存放的數(shù)值表格(133) 取出根據(jù)轉(zhuǎn)速(n)或速度(v)要調(diào)到的平衡角度(T )，在此內(nèi)插中間值，或由存儲的函數(shù)算 出平衡角度(t)。
5.按照上述權(quán)利要求之至少一項所述的船舶的驅(qū)動裝置的控制方法，其特征在于除 船舶達到最高速度的行駛范圍之外，從第一轉(zhuǎn)速界限值(n_ll)起設置用于慢速行駛的慢 速行駛范圍(S1)，在該慢速行駛范圍內(nèi)平衡角度(t)的自動的調(diào)節(jié)是消極的，從而手工由 船駕駛員在平衡范圍(t_G)內(nèi)任意調(diào)節(jié)平衡角度(T)，并且只在離開慢速行駛范圍(S1) 時平衡角度(t)的自動調(diào)節(jié)才變得有效。
6.按照上述權(quán)利要求之至少一項所述的船舶的驅(qū)動裝置的控制方法，其特征在于在 四個行駛范圍內(nèi)操作表面驅(qū)動裝置，隨著在慢速行駛范圍(S1)中轉(zhuǎn)速(n)的提高從第二轉(zhuǎn) 速界限值(n_12)起接著第二行駛范圍(S2)，從第三轉(zhuǎn)速界限值(n_23)起接著第三行駛范 圍(S3)并且從第四轉(zhuǎn)速界限值(n_34)起接著第四行駛范圍(S4)，在第二行駛范圍(S2)內(nèi) 和在第三行駛范圍(S3)內(nèi)控制自動的平衡，而在第四行駛范圍(S4)內(nèi)達到船舶的最高速 度(v_40)。
7.按照上述權(quán)利要求之至少一項所述的船舶的驅(qū)動裝置的控制方法，其特征在于在 慢速行駛范圍(S1)、第二和第三行駛范圍(S2、S3)內(nèi)沿相同的方向和以相同的量調(diào)節(jié)各個 驅(qū)動單元(140、140')的平衡角度(T)并且在第二行駛范圍(S2)和第三行駛范圍(S3) 內(nèi)將各個驅(qū)動單元(140、140')的轉(zhuǎn)速的平均值用作為控制平衡角度(T)的轉(zhuǎn)速信號。
8.按照上述權(quán)利要求之至少一項所述的船舶的驅(qū)動裝置的控制方法，其中船舶(100) 在尾橫板(104)的左側(cè)和右側(cè)分別具有至少一個平衡活板(114、115)，其特征在于為了支 持驅(qū)動單元(140)，將平衡活板(114、115)在自動的工作方式中在平衡活板上限角度P)與平衡活板下限角度(Y_N)之間調(diào)到在數(shù)量和方向方面相同的平衡活板角度(Y)0
9.按照權(quán)利要求8所述的船舶的驅(qū)動裝置的控制方法，其特征在于在達到船舶的最 高速度的行駛范圍內(nèi)通過電子控制單元自動地調(diào)到預先規(guī)定的平衡活板角度(Y_40)，其 中優(yōu)選通過船舶(100)的船體(10)反向于行駛運動的阻力是最小的。
10.按照權(quán)利要求8所述的船舶的驅(qū)動裝置的控制方法，其特征在于在達到船舶的最 高速度的行駛范圍內(nèi)，在封閉的控制回路中自動地調(diào)到平衡活板角度(、_40)，使得船舶的 速度是最大的(v_40)。
全文摘要
在一種用于船舶的表面驅(qū)動裝置中包括至少兩個驅(qū)動單元，該船舶在不同的依賴于速度的行駛范圍內(nèi)操作，在轉(zhuǎn)速界限值達到船舶的最高速度的行駛范圍內(nèi)自動和彼此獨立地實現(xiàn)各驅(qū)動單元(140、140′)為達到確定的轉(zhuǎn)速(n_40)的平衡角度(τ_1、τ_2)的調(diào)節(jié)，此時達到最高速度(v_40)。
文檔編號B63H5/125GK101808893SQ200780100847
公開日2010年8月18日 申請日期2007年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月5日
發(fā)明者A·基耶奇 申請人:腓特烈斯港齒輪工廠股份公司