專(zhuān)利名稱(chēng)：用于控制推進(jìn)系統(tǒng)的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本文公開(kāi)的主題涉及用于控制諸如船舶推進(jìn)系統(tǒng)的推進(jìn)系統(tǒng)的方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
諸如拖船上的那些船舶推進(jìn)系統(tǒng)使得能夠容易和迅速地響應(yīng)于負(fù)載、方向、速度等的突然和差異很大的變化而操縱船舶。在一些實(shí)例中，能夠通過(guò)基于所請(qǐng)求的發(fā)動(dòng)機(jī)速度以預(yù)定關(guān)系調(diào)節(jié)推進(jìn)器槳距和扭矩來(lái)提供推進(jìn)控制。然而，推進(jìn)器性能和發(fā)動(dòng)機(jī)性能對(duì)于給定的推進(jìn)器設(shè)計(jì)大多由包括推進(jìn)器槳距、 轉(zhuǎn)速和水中前進(jìn)速度的變量決定。諸如水中前進(jìn)速度的變量又可變地取決于諸如風(fēng)力負(fù)載、海浪負(fù)載、拖曳負(fù)載(towing load)等的外部影響。發(fā)明人在此已認(rèn)識(shí)到，這些負(fù)載的高可變性因此會(huì)使得推進(jìn)控制難以在所遇到的實(shí)際工作環(huán)境的范圍內(nèi)維持發(fā)動(dòng)機(jī)和推進(jìn)器兩者的有效組合使用。具體而言，如上所述，當(dāng)前可獲得的推進(jìn)控制通過(guò)調(diào)節(jié)產(chǎn)生用于維持所請(qǐng)求的速度的扭矩和/或功率所需的燃料量來(lái)使發(fā)動(dòng)機(jī)速度與所請(qǐng)求的速度相匹配。然后將推進(jìn)器設(shè)置作為發(fā)動(dòng)機(jī)速度的函數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)。即使在扭矩負(fù)載變化時(shí)，也將發(fā)動(dòng)機(jī)速度保持在所請(qǐng)求的量。由于最低燃料消耗取決于速度和負(fù)載兩者，所以發(fā)動(dòng)機(jī)在負(fù)載變化時(shí)保持速度可能無(wú)法以峰值效率操作。此外，由于與原動(dòng)機(jī)(例如發(fā)動(dòng)機(jī)、馬達(dá)或其它用于推進(jìn)的功率源)在整個(gè)操作范圍上的最佳操作狀況有關(guān)的知識(shí)的缺乏，經(jīng)常使推進(jìn)器扭矩不完美地與發(fā)動(dòng)機(jī)速度相匹配，導(dǎo)致推進(jìn)器效率降低并因此進(jìn)一步使燃料消耗惡化，尤其是當(dāng)實(shí)際操作狀況與假設(shè)的平均狀況相差很大時(shí)。

發(fā)明內(nèi)容
提供了用于通過(guò)響應(yīng)于變化的船舶操作條件而動(dòng)態(tài)地重新配置推進(jìn)系統(tǒng)設(shè)置來(lái)提高船舶推進(jìn)系統(tǒng)的效率的方法和系統(tǒng)。在一個(gè)實(shí)施例中，該方法包括響應(yīng)于實(shí)時(shí)船舶操作數(shù)據(jù)而獨(dú)立地調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)置和推進(jìn)器設(shè)置的每一個(gè)?！皩?shí)時(shí)”船舶操作數(shù)據(jù)指的是在普遍條件下各種船舶操作狀況的實(shí)際測(cè)量值和估算值。在此，獨(dú)立調(diào)節(jié)意味著發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)置的調(diào)節(jié)不一定要求對(duì)推進(jìn)器設(shè)置進(jìn)行調(diào)節(jié)，且反之亦然。在另一實(shí)施例中，該方法包括響應(yīng)于實(shí)時(shí)船舶操作數(shù)據(jù)而調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)置和響應(yīng)于實(shí)時(shí)船舶操作數(shù)據(jù)而調(diào)節(jié)推進(jìn)器設(shè)置，其中在船舶操作期間獨(dú)立于發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)調(diào)節(jié)推進(jìn)器。所調(diào)節(jié)的設(shè)置可至少包括發(fā)動(dòng)機(jī)速度設(shè)置和推進(jìn)器槳距設(shè)置。在一個(gè)實(shí)例中，推進(jìn)系統(tǒng)配套有可控槳距推進(jìn)器。響應(yīng)于操作員功率請(qǐng)求而實(shí)時(shí)估算船舶操作數(shù)據(jù)。所估算的數(shù)據(jù)包括普遍推進(jìn)器扭矩(例如，利用安裝在推進(jìn)器軸上的扭力計(jì)或傳感器，或者從推進(jìn)器的槳距控制器的馬達(dá)電流推斷)、推進(jìn)器槳距、發(fā)動(dòng)機(jī)速度和其它船舶操作狀況(例如水中前進(jìn)速度)的估算值。然后利用該估算數(shù)據(jù)來(lái)更新推進(jìn)器性能映射圖(或性能曲線(xiàn))和發(fā)動(dòng)機(jī)性能映射圖(或性能曲線(xiàn))。然后，基于更新后的映射圖的多變量?jī)?yōu)化程序使得能夠確定能夠提高推進(jìn)器效率和/或發(fā)動(dòng)機(jī)效率或總體效率的推進(jìn)器槳距和發(fā)動(dòng)機(jī)速度調(diào)節(jié)。由此，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)速度和/或推進(jìn)器槳距的多于一種調(diào)節(jié)可提高發(fā)動(dòng)機(jī)和/或推進(jìn)器效率，或者總體效率?？刂破髂軌蚧谒Ｍ男阅芴匦詮恼{(diào)節(jié)可行性的范圍選擇推進(jìn)器槳距和發(fā)動(dòng)機(jī)速度調(diào)節(jié)組合。以此方式，能夠互相獨(dú)立地改變推進(jìn)器槳距和發(fā)動(dòng)機(jī)速度設(shè)置。在一個(gè)實(shí)例中，未以1 1的固定關(guān)系來(lái)設(shè)定推進(jìn)器槳距和發(fā)動(dòng)機(jī)速度。因此，對(duì)推進(jìn)器槳距設(shè)置的調(diào)節(jié)可以不需要對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)速度設(shè)置進(jìn)行基本上相等和/或互補(bǔ)的調(diào)節(jié)，且反之亦然。在一個(gè)實(shí)例中，在加速期間，可選擇能夠提高發(fā)動(dòng)機(jī)性能的設(shè)置，包括加快的響應(yīng)時(shí)間和/或更大的燃料節(jié)省。在另一實(shí)例中，在穩(wěn)態(tài)操作模式期間，可選擇能夠提高推進(jìn)器性能的設(shè)置。在另一實(shí)例中，推進(jìn)系統(tǒng)配套有固定槳距推進(jìn)器。在此，位于發(fā)動(dòng)機(jī)與推進(jìn)器中間的DC總線(xiàn)使發(fā)動(dòng)機(jī)性能能夠與推進(jìn)器性能分離，并允許基于實(shí)時(shí)船舶操作數(shù)據(jù)而獨(dú)立調(diào)節(jié)和優(yōu)化發(fā)動(dòng)機(jī)和推進(jìn)器設(shè)置。在穩(wěn)態(tài)操作期間，能夠響應(yīng)于功率請(qǐng)求而基于更新后的發(fā)動(dòng)機(jī)效率和燃料映射圖來(lái)調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)置。具體而言，多變量?jī)?yōu)化程序可選擇使得能夠最有效地供應(yīng)所請(qǐng)求的功率的發(fā)動(dòng)機(jī)速度和扭矩設(shè)置。在加速期間，可調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)置以提供更大的燃料節(jié)省。然后可基于發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)置來(lái)調(diào)節(jié)諸如推進(jìn)器速度的推進(jìn)器設(shè)置。在又另一實(shí)例中，推進(jìn)系統(tǒng)配套有混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，該混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括交流發(fā)電機(jī)和連接到推進(jìn)器軸上的電動(dòng)機(jī)。在此，交流發(fā)電機(jī)-馬達(dá)組合用于分離發(fā)動(dòng)機(jī)和推進(jìn)器性能，例如發(fā)動(dòng)機(jī)和推進(jìn)器負(fù)載，以使得可以對(duì)它們獨(dú)立地進(jìn)行調(diào)節(jié)和優(yōu)化。具體而言，通過(guò)在加載操作期間從蓄電池接收電力并在低負(fù)載期間利用發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)蓄電池充電， 能夠調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩。該優(yōu)化程序還能基于包括推進(jìn)器扭矩的實(shí)時(shí)估算值的實(shí)時(shí)船舶操作數(shù)據(jù)來(lái)選擇最佳馬達(dá)-發(fā)電機(jī)與推進(jìn)器功率分割。這樣，基于所請(qǐng)求的速度和/或功率，并且進(jìn)一步基于實(shí)時(shí)船舶操作數(shù)據(jù)，可適應(yīng)性地且獨(dú)立地重新配置發(fā)動(dòng)機(jī)和推進(jìn)器設(shè)置，從而使得能夠獨(dú)立地優(yōu)化發(fā)動(dòng)機(jī)性能和推進(jìn)器性能兩者。通過(guò)響應(yīng)于船舶操作模式和/或所選的船舶性能特性來(lái)使調(diào)節(jié)進(jìn)一步偏向發(fā)動(dòng)機(jī)和/或推進(jìn)器設(shè)置，可以提高發(fā)動(dòng)機(jī)和推進(jìn)器性能。另外或者備選地，可提供一種混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)構(gòu)造，包括第一發(fā)動(dòng)機(jī)；第二發(fā)動(dòng)機(jī)；聯(lián)接到第一發(fā)動(dòng)機(jī)上的第一電機(jī)；具有第一推進(jìn)器軸的第一推進(jìn)器，其中第一推進(jìn)器軸聯(lián)接到第一電機(jī)上，聯(lián)接到第二發(fā)動(dòng)機(jī)上的第二電機(jī)；以及通過(guò)電力分配系統(tǒng)聯(lián)接到第一電機(jī)和第二電機(jī)的每一個(gè)上的蓄電池。該混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)還可包括具有其中帶有代碼的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)的控制系統(tǒng)，該代碼配置成響應(yīng)于船舶操作狀況而動(dòng)態(tài)地調(diào)節(jié)推進(jìn)系統(tǒng)的操作。該混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)使得能夠通過(guò)分離發(fā)動(dòng)機(jī)和推進(jìn)器負(fù)載來(lái)使發(fā)動(dòng)機(jī)和推進(jìn)器性能分離，從而可以獨(dú)立地調(diào)節(jié)和優(yōu)化發(fā)動(dòng)機(jī)和推進(jìn)器性能。例如，可通過(guò)在加載操作期間從蓄電池接收電力然后在較低負(fù)荷期間對(duì)蓄電池充電來(lái)調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩。此外，可響應(yīng)于功率請(qǐng)求及發(fā)動(dòng)機(jī)和/或推進(jìn)器操作狀況的變化(例如在發(fā)動(dòng)機(jī)和/或推進(jìn)器劣化期間)而對(duì)該混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)，以滿(mǎn)足隨存儲(chǔ)的電能變化的瞬時(shí)負(fù)載和/或重新配置輔助電路和推進(jìn)電路之間的電力分配。這樣，可提供提高了系統(tǒng)可靠性的靈活和可重新配置的系統(tǒng)。應(yīng)當(dāng)理解的是，提供以上簡(jiǎn)要描述以采用簡(jiǎn)化的形式介紹在詳細(xì)描述中進(jìn)一步描述的概念的選擇。其并非意在確定要求保護(hù)的主題的關(guān)鍵或必要特征，要求保護(hù)的主題的范圍由所附權(quán)利要求唯一地限定。此外，要求保護(hù)的主題并不限于解決上文或在本公開(kāi)內(nèi)容的任何部分中指出的任何缺點(diǎn)。


通過(guò)閱讀以下參考附圖對(duì)非限制性的實(shí)施例的描述，將更好地理解本發(fā)明，在附圖中圖1示出了包括可控槳距推進(jìn)器的船舶推進(jìn)系統(tǒng)的示例性實(shí)施例；圖2示出了包括串聯(lián)混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的船舶推進(jìn)系統(tǒng)的示例性實(shí)施例；圖3A-3D示出了包括并聯(lián)混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的船舶推進(jìn)系統(tǒng)的示例性實(shí)施例；圖4示出了根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的用于優(yōu)化推進(jìn)系統(tǒng)效率的高層次流程圖；圖5示出了用于示例性?xún)?yōu)化程序的高層次流程圖；以及圖6示出了用于示例性重新配置程序的高層次流程圖。
具體實(shí)施例方式船舶如拖船中諸如圖1-3D中所示的那些船舶推進(jìn)系統(tǒng)由推進(jìn)控制程序控制?；趯?duì)船舶操作狀況(例如推進(jìn)器扭矩、發(fā)動(dòng)機(jī)速度、水中前進(jìn)速度等)的實(shí)時(shí)了解，能夠獨(dú)立和動(dòng)態(tài)地調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)置和推進(jìn)器設(shè)置，以使發(fā)動(dòng)機(jī)性能和推進(jìn)器性能能夠更好地匹配。由此，不同的變量以顯著不同的方式影響發(fā)動(dòng)機(jī)性能和推進(jìn)器性能。因此，通過(guò)執(zhí)行諸如圖4-5中所示的那些多變量?jī)?yōu)化程序，其中響應(yīng)于實(shí)時(shí)船舶操作數(shù)據(jù)而獨(dú)立地重新配置發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)置和推進(jìn)器設(shè)置兩者，提高了船舶推進(jìn)系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)和推進(jìn)器兩者的性能，從而提高了推進(jìn)系統(tǒng)的總體效率。此外，通過(guò)執(zhí)行諸如圖6中所示的重新配置程序，其中在系統(tǒng)構(gòu)件之間(例如多個(gè)系統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)和/或系統(tǒng)蓄電池之間)動(dòng)態(tài)地重新配置系統(tǒng)功率輸出， 可以在不增加系統(tǒng)構(gòu)件的冗余的情況下提高推進(jìn)系統(tǒng)的可靠性。圖1示出了被容納于艦船10中的船舶推進(jìn)系統(tǒng)的第一實(shí)施例100。如圖中所示， 艦船10可以是拖船。該拖船配置成直接推動(dòng)、拖曳和/或操縱負(fù)載12，例如另一船舶。在一個(gè)實(shí)例中，如圖所示，可利用拖纜14來(lái)使得能夠直接推動(dòng)、拖曳和/或操縱。然而，在備選實(shí)例中，可以不需要纜繩。當(dāng)存在時(shí)，拖纜14可連接到向纜繩提供牽引的帶有拖曳孔圈 (towing eyelet) 18 的拖曳絞車(chē) I6 上。在一個(gè)實(shí)例中，艦船10是操作柴油發(fā)動(dòng)機(jī)102的柴油電動(dòng)拖船。然而，在替代實(shí)施例中，可采用替代發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造，例如汽油發(fā)動(dòng)機(jī)、渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)或生物柴油或天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)。 發(fā)動(dòng)機(jī)102產(chǎn)生沿推進(jìn)器軸106傳遞到推進(jìn)器104的扭矩。在所示的實(shí)例中，推進(jìn)器104 是可控槳距推進(jìn)器(CPP)。安裝在推進(jìn)器軸106上的扭力計(jì)107或傳感器向控制器112提供推進(jìn)器扭矩(Q)的實(shí)時(shí)估算值。扭力計(jì)107可位于沿推進(jìn)器軸106的任何位置?；谠撐恢?，可應(yīng)用合適的系數(shù)(multiplier)來(lái)解決(account for)齒輪比和軸承損失。如由扭力計(jì)提供的推進(jìn)器扭矩的實(shí)時(shí)估算值是在當(dāng)前推進(jìn)器設(shè)置下由推進(jìn)器吸收的實(shí)際扭矩的估量。由此，也可利用理論和/或模型測(cè)試推進(jìn)器扭矩曲線(xiàn)來(lái)從推進(jìn)器轉(zhuǎn)速和船舶速度來(lái)推斷和/或估算推進(jìn)器扭矩。然而，此類(lèi)扭矩測(cè)量方法可由于基于在海試期間所有差異很大的船舶條件來(lái)更新映射圖導(dǎo)致的困難而變得不精確。因此，扭力計(jì)測(cè)出的扭矩可提供對(duì)推進(jìn)器扭矩的更精確的測(cè)量并構(gòu)成由發(fā)動(dòng)機(jī)控制器在優(yōu)化程序中使用的實(shí)時(shí)操作數(shù)據(jù)中的一個(gè)。如文中進(jìn)一步詳述的，這樣測(cè)出的推進(jìn)器扭矩可與推進(jìn)器速度測(cè)量值一起用于從推進(jìn)器設(shè)計(jì)曲線(xiàn)來(lái)估算推進(jìn)器前進(jìn)速度和效率。在本例中，齒輪箱108和離合器110可以可選地沿推進(jìn)器軸106設(shè)置，具體而言設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)102和推進(jìn)器104之間，以使得能夠進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)102和推進(jìn)器104之間的扭矩調(diào)節(jié)。響應(yīng)于速度和/或功率請(qǐng)求(在一個(gè)實(shí)例中其來(lái)自先導(dǎo)設(shè)置(pilot setting)), 控制器112能夠獨(dú)立地調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)置，例如發(fā)動(dòng)機(jī)速度設(shè)置和/或發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩設(shè)置，以及推進(jìn)器設(shè)置，例如推進(jìn)器槳距設(shè)置、轉(zhuǎn)速設(shè)置和推進(jìn)器扭矩設(shè)置。亦即，能夠在上述設(shè)置之間無(wú)直接關(guān)聯(lián)(例如1 1的固定關(guān)系)的情況下調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)置和推進(jìn)器設(shè)置。因此， 對(duì)推進(jìn)器設(shè)置的調(diào)節(jié)可以不需要對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)置進(jìn)行基本上相等和/或互補(bǔ)的調(diào)節(jié)，且反之亦然?？刂破?12能夠通過(guò)控制例如推進(jìn)器槳距控制器105的馬達(dá)來(lái)調(diào)節(jié)推進(jìn)器設(shè)置。在一個(gè)實(shí)例中，控制器包括基于功率請(qǐng)求的功率基準(zhǔn)(例如功率范圍)設(shè)置。備選地，控制器可包括速度基準(zhǔn)設(shè)置(例如期望速度和/或加速度)。由此，可能更希望功率基準(zhǔn)，因?yàn)檩^大的設(shè)置范圍(和/或設(shè)置的組合)能夠提供所請(qǐng)求的功率。然后，控制器112可基于其它考慮因素如操作模式、燃料經(jīng)濟(jì)性設(shè)置、快速響應(yīng)設(shè)置等而在可能設(shè)置的范圍當(dāng)中進(jìn)行選擇。可能設(shè)置的范圍由控制器基于推進(jìn)器性能和發(fā)動(dòng)機(jī)性能來(lái)確定。能夠基于模型測(cè)試數(shù)據(jù)并進(jìn)一步基于先導(dǎo)設(shè)置(例如由操作員初始輸入的設(shè)置)來(lái)生成先導(dǎo)發(fā)動(dòng)機(jī)和推進(jìn)器性能映射圖。推進(jìn)器性能映射圖可例如將推進(jìn)器槳距與對(duì)于各種推力水平的輸出速度 (RPM)進(jìn)行關(guān)聯(lián)。發(fā)動(dòng)機(jī)和/或推進(jìn)器設(shè)置可通過(guò)選擇期望的RPM和推力水平然后將推進(jìn)器槳距調(diào)節(jié)為在映射圖中規(guī)定的值而基于此類(lèi)性能映射圖。先導(dǎo)性能映射圖在第一種情況下基于諸如推進(jìn)器的設(shè)計(jì)或構(gòu)造、標(biāo)準(zhǔn)物理方程、數(shù)學(xué)模型等參數(shù)而生成，這些參數(shù)與此類(lèi)推進(jìn)器設(shè)計(jì)如何與水和/或空氣交互、推進(jìn)器在受控條件下的實(shí)驗(yàn)室測(cè)試和/或假定變量或條件有關(guān)。在本發(fā)明的某些實(shí)施例中，通過(guò)收集實(shí)時(shí)操作數(shù)據(jù)然后將該實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)插入基礎(chǔ)物理方程、數(shù)學(xué)模型等代替假定或控制的數(shù)據(jù)來(lái)更新性能映射圖。然后基于更新后的性能數(shù)據(jù)來(lái)調(diào)節(jié)設(shè)置。由于不同變量會(huì)以顯著不同的方式影響發(fā)動(dòng)機(jī)和推進(jìn)器性能，所以控制器可配置成響應(yīng)于速度和/或功率請(qǐng)求來(lái)收集實(shí)時(shí)船舶操作數(shù)據(jù)(亦即，各種船舶操作狀況在普遍條件下的實(shí)際測(cè)量值和估算值)并更新先導(dǎo)性能映射圖。通過(guò)響應(yīng)于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)來(lái)更新性能映射圖，獲得了更可靠的發(fā)動(dòng)機(jī)和推進(jìn)器性能。通過(guò)利用此類(lèi)更新后的映射圖來(lái)獨(dú)立地調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)和推進(jìn)器性能設(shè)置，能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)置的組合，其中發(fā)動(dòng)機(jī)和推進(jìn)器性能兩者都獨(dú)立地進(jìn)行優(yōu)化并更好地匹配。因此，顯著提高了船舶的總體效率。如文中參考圖4-5的優(yōu)化程序進(jìn)一步詳述的，控制器所選擇的設(shè)置的組合可以基于期望性能特性。在一個(gè)實(shí)例中，可由船舶操作員在船舶操作時(shí)限定上述特性。例如，操作員可指示在穩(wěn)態(tài)操作時(shí)段期間希望偏向最大推進(jìn)器性能(而不是發(fā)動(dòng)機(jī)性能)的設(shè)置組合。操作員同樣可指示在加速時(shí)段期間希望偏向最大發(fā)動(dòng)機(jī)性能(而不是推進(jìn)器性能)的設(shè)置組合。備選地，操作員可指示在不同操作期間燃料經(jīng)濟(jì)性對(duì)快速響應(yīng)時(shí)間的優(yōu)先項(xiàng)。再者，代替由操作員輸入，能夠?qū)?yōu)先項(xiàng)設(shè)定為推進(jìn)系統(tǒng)控制程序中的默認(rèn)設(shè)置。圖2描述了容納于艦船10中的船舶推進(jìn)系統(tǒng)的另一示例性實(shí)施例200。在此，船舶推進(jìn)系統(tǒng)配套有串聯(lián)混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置。如前文參考圖1詳述的，艦船10可以是配置成利用連接到提供牽引的帶有拖曳環(huán)圈18的拖曳絞車(chē)16上的拖纜14來(lái)拖曳和/或操縱負(fù)載12的拖船。艦船10可依靠柴油發(fā)動(dòng)機(jī)202操作。然而，在備選實(shí)施例中，可采用備選發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造，例如汽油發(fā)動(dòng)機(jī)、渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)或生物柴油或天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)。發(fā)動(dòng)機(jī)202產(chǎn)生沿推進(jìn)器軸 206傳遞到推進(jìn)器204的扭矩。在一個(gè)實(shí)例中，推進(jìn)器204可以是固定槳距推進(jìn)器(FPP)， 這種情況下可以不需要相關(guān)的槳距控制器。具體而言，當(dāng)使用FPP時(shí)，馬達(dá)222的速度和推進(jìn)器速度可共同以固定比值如傳動(dòng)比一起變化。在另一實(shí)例中，推進(jìn)器204可以是要求相關(guān)的槳距控制器205的可控槳距推進(jìn)器。如前文所述，安裝在推進(jìn)器軸206上的扭力計(jì)207 向控制器212提供推進(jìn)器扭矩(Q)的實(shí)時(shí)估算值。交流發(fā)電機(jī)214配置成從發(fā)動(dòng)機(jī)202產(chǎn)生電流。然后，所產(chǎn)生的交流電(AC)由整流器216整流為能夠沿DC總線(xiàn)218傳輸?shù)闹绷麟?DC)。該電流的至少一部分作為電量存儲(chǔ)在連接到DC總線(xiàn)218上的蓄電池220中。備選地，該電流可用于利用馬達(dá)222操作推進(jìn)器204。在一個(gè)實(shí)例中，馬達(dá)222可以是AC馬達(dá)。因此，來(lái)自DC總線(xiàn)218的電流可以在傳輸?shù)今R達(dá)222之前由逆變器219轉(zhuǎn)換。齒輪箱 208和離合器210可以可選地沿推進(jìn)器軸206設(shè)置，具體而言設(shè)置在馬達(dá)222和推進(jìn)器204 之間，以使得能夠進(jìn)行扭矩調(diào)節(jié)。如前文詳述的，控制器212響應(yīng)于速度和/或功率請(qǐng)求而基于實(shí)時(shí)估算的船舶操作數(shù)據(jù)、更新后的發(fā)動(dòng)機(jī)性能映射圖和期望的性能特性來(lái)獨(dú)立于推進(jìn)器設(shè)置如推進(jìn)器速度而調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)置，例如發(fā)動(dòng)機(jī)速度和/或發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩。這樣，能夠在普遍船舶操作狀況下實(shí)現(xiàn)提高的發(fā)動(dòng)機(jī)性能。因此，控制器212可進(jìn)一步調(diào)節(jié)推進(jìn)器扭矩輸出。圖3A示出了容納于艦船10中的船舶推進(jìn)系統(tǒng)的另一示例性實(shí)施例300a。在此， 船舶推進(jìn)系統(tǒng)配套有并聯(lián)混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置。如前文詳述的，艦船10可以是配置成利用連接到提供牽引的帶有拖曳環(huán)圈18的拖曳絞車(chē)16上的拖纜14來(lái)拖曳和/或操縱負(fù)載12的拖船。在所示的實(shí)施例中，該推進(jìn)系統(tǒng)包括混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置。艦船10能夠依靠柴油發(fā)動(dòng)機(jī)302操作。然而，可采用替代發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造，例如汽油發(fā)動(dòng)機(jī)、渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)或生物柴油或天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)。發(fā)動(dòng)機(jī)302產(chǎn)生沿推進(jìn)器軸304傳遞到推進(jìn)器306的扭矩。在所示的實(shí)例中，推進(jìn)器304可以是固定槳距或可控槳距推進(jìn)器。在一個(gè)實(shí)例中，在推進(jìn)器304是固定槳距推進(jìn)器(FPP)的情況下，可以不需要相關(guān)的槳距控制器。具體而言，當(dāng)使用FPP時(shí)，馬達(dá)322的速度和推進(jìn)器速度可共同以固定比值如傳動(dòng)比一起變化。在另一實(shí)例中，在推進(jìn)器304是可控槳距推進(jìn)器的情況下，可能需要相關(guān)的槳距控制器305。安裝在推進(jìn)器軸306上的扭力計(jì)307向控制器312提供推進(jìn)器扭矩⑴)的實(shí)時(shí)估算值。交流發(fā)電機(jī)314從發(fā)動(dòng)機(jī)302產(chǎn)生電流。所產(chǎn)生的交流電(AC)由整流器316整流為直流電(DC)，該直流電然后沿DC總線(xiàn)318傳輸。該電流的至少一部分作為電量存儲(chǔ)在連接到DC總線(xiàn)318上的蓄電池320中。備選地，該電流可用于利用馬達(dá)322來(lái)操作推進(jìn)器304。在一個(gè)實(shí)例中，馬達(dá)322可以是AC馬達(dá)。因此，來(lái)自DC總線(xiàn)318的電流可以在傳輸?shù)今R達(dá)222之前由逆變器319轉(zhuǎn)換。減速齒輪308和離合器310可以可選地沿推進(jìn)器軸 306設(shè)置，具體而言設(shè)置在馬達(dá)322和推進(jìn)器304之間，以使得能夠進(jìn)行扭矩調(diào)節(jié)。在此，交流發(fā)電機(jī)-馬達(dá)組合使發(fā)動(dòng)機(jī)性能和推進(jìn)器性能能夠分離，以使得可以獨(dú)立地對(duì)它們進(jìn)行調(diào)節(jié)和優(yōu)化?？刂破?12能夠響應(yīng)于速度和/或功率請(qǐng)求而獨(dú)立地調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)置，例如發(fā)動(dòng)機(jī)速度和/或發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩，以在給定的船舶操作條件下提供提高的發(fā)動(dòng)機(jī)性能。具體而言，通過(guò)在加載操作期間從蓄電池接收電力并在低負(fù)載期間利用發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)蓄電池充電來(lái)調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩。同樣，基于利用實(shí)時(shí)船舶操作數(shù)據(jù)更新后的性能映射圖來(lái)優(yōu)化推進(jìn)器設(shè)置(例如槳距)。優(yōu)化程序還可基于操作狀況和/或期望的船舶性能特性來(lái)確定最佳的馬達(dá)-發(fā)電機(jī)對(duì)推進(jìn)器功率分割。圖;3B示出了配套有并聯(lián)混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置的船舶推進(jìn)系統(tǒng)的另一示例性實(shí)施例 300b。如前文詳述的，艦船10可以是配置成利用連接到提供牽引的帶有拖曳環(huán)圈18的拖曳絞車(chē)16上的拖纜14來(lái)拖曳和/或操縱負(fù)載12的拖船。在所示的實(shí)施例中，艦船10能夠依靠柴油發(fā)動(dòng)機(jī)304來(lái)操作。然而，可采用替代發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造，例如汽油發(fā)動(dòng)機(jī)、渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)或生物柴油或天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)。發(fā)動(dòng)機(jī)302產(chǎn)生沿推進(jìn)器軸304傳遞到推進(jìn)器306的扭矩。 在所示的實(shí)例中，推進(jìn)器304可以是固定槳距或可控槳距推進(jìn)器。在一個(gè)實(shí)例中，在推進(jìn)器 304是固定槳距推進(jìn)器(FPP)的情況下，可以不需要相關(guān)的槳距控制器。具體而言，當(dāng)使用 FPP時(shí)，馬達(dá)322的速度和推進(jìn)器速度可共同以固定比值如傳動(dòng)比一起變化。在另一實(shí)例中，在推進(jìn)器304是可控槳距推進(jìn)器的情況下，可能需要相關(guān)的槳距控制器305。安裝在推進(jìn)器軸306上的扭力計(jì)307向控制器312提供推進(jìn)器扭矩(Q)的實(shí)時(shí)估算。發(fā)動(dòng)機(jī)302的扭矩輸出被傳輸?shù)綘恳R達(dá)322。由此，牽引馬達(dá)322可以是電動(dòng)發(fā)電機(jī)(motor-generator)。位于發(fā)動(dòng)機(jī)302與馬達(dá)322之間的離合器310可使得能夠?qū)ⅠR達(dá)322的操作與發(fā)動(dòng)機(jī)操作分離。在所示的實(shí)施例中，可以不需要中間交流發(fā)電機(jī)和整流器來(lái)將在發(fā)動(dòng)機(jī)302處產(chǎn)生的扭矩傳遞到馬達(dá)322，盡管如果希望的話(huà)可以增加交流發(fā)電機(jī)和/或整流器。如果存在的話(huà)，交流發(fā)電機(jī)可從發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生交流電流，該交流電流然后可以在傳輸?shù)綘恳R達(dá)322之前由整流器整流。該電流的至少一部分可以作為電量存儲(chǔ)在蓄電池320中。蓄電池320可經(jīng)由逆變器319充電或放電。備選地，該電流可用于利用馬達(dá)322來(lái)操作推進(jìn)器304。齒輪箱208和可選的附加離合器330a可沿推進(jìn)器軸306設(shè)置， 具體而言設(shè)置在馬達(dá)322和推進(jìn)器304之間?？蛇x的附加離合器330a使推進(jìn)器304能與馬達(dá)322分離。在一個(gè)實(shí)例中，通過(guò)使推進(jìn)器304與馬達(dá)322分離，該馬達(dá)可用于在發(fā)動(dòng)機(jī)再起動(dòng)時(shí)使發(fā)動(dòng)機(jī)302轉(zhuǎn)動(dòng)曲柄。存儲(chǔ)在蓄電池320中的電量可以用于在需要時(shí)補(bǔ)充由馬達(dá)322輸出的電力和推進(jìn)器304的性能。備選地，在發(fā)動(dòng)機(jī)302劣化的情況下，蓄電池320 可用于提供操作馬達(dá)322和因此操作推進(jìn)器304所需的電力。在一個(gè)實(shí)例中，馬達(dá)322可以是AC馬達(dá)。因此，來(lái)自蓄電池320的電流可以在傳輸?shù)今R達(dá)322之前由逆變器319轉(zhuǎn)換。所示的實(shí)施例使得能夠在不需要附加系統(tǒng)構(gòu)件的情況下(或例如，在不需要交流發(fā)電機(jī)、交流發(fā)電機(jī)場(chǎng)控制器和/或整流器的情況下)提高系統(tǒng)可靠性(例如，通過(guò)提高對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)劣化和/或逆變器劣化的魯棒性)。亦即，可使用較少的系統(tǒng)構(gòu)件來(lái)實(shí)現(xiàn)混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置益處。圖3C示出了配套有并聯(lián)混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置的船舶推進(jìn)系統(tǒng)的又一示例性實(shí)施例 300c。如前文詳述的，艦船10可以是配置成拖曳和/或操縱負(fù)載的拖船。在所示的實(shí)施例中，艦船10能夠依靠多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)如第一發(fā)動(dòng)機(jī)30 和第二發(fā)動(dòng)機(jī)302b來(lái)操作。在一個(gè)實(shí)例中，多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)可位于船舶的不同側(cè)上。例如，第一發(fā)動(dòng)機(jī)30 可以是位于右舷側(cè)的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，而第二發(fā)動(dòng)機(jī)302b可以是位于左舷側(cè)的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)。在備選實(shí)施例中，發(fā)動(dòng)機(jī) 302a和302b中的任何一者或兩者可具有備選構(gòu)造，例如汽油發(fā)動(dòng)機(jī)、渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)或生物柴油或天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)。第一發(fā)動(dòng)機(jī)30 和第二發(fā)動(dòng)機(jī)302b產(chǎn)生分別沿第一推進(jìn)器軸306a和第二推進(jìn)器軸306b傳輸?shù)降谝煌七M(jìn)器30 和第二推進(jìn)器304b的扭矩。在所示的實(shí)例中，推進(jìn)器 304a和304b可以是固定槳距推進(jìn)器或可控槳距推進(jìn)器。在一個(gè)實(shí)例中，在推進(jìn)器30 和 /或304b是固定槳距推進(jìn)器(FPP)的情況下，可以不需要相關(guān)的槳距控制器。具體而言，當(dāng)使用FPP時(shí)，牽引馬達(dá)32 和322b的速度和推進(jìn)器速度可以以固定比值如傳動(dòng)比一起變化。在另一實(shí)例中，在推進(jìn)器30 和/或304b是可控槳距控制器的情況下，可能分別需要推進(jìn)器相關(guān)的槳距控制器30 和/或30恥。分別安裝在推進(jìn)器軸306a和306b上的扭力計(jì)307a和307b可以向控制器312提供相應(yīng)推進(jìn)器扭矩(Qa和Qb)的實(shí)時(shí)估算值。第一電機(jī)和第二電機(jī)可以分別選擇性地聯(lián)接到第一發(fā)動(dòng)機(jī)和第二發(fā)動(dòng)機(jī)上。在一個(gè)實(shí)例中，第一電機(jī)和第二電機(jī)可以分別是第一牽弓丨馬達(dá)32 和第二牽引馬達(dá)322b。發(fā)動(dòng)機(jī)30 和302b的扭矩輸出可以分別傳輸?shù)綘恳R達(dá)32 和322b。由此，牽引馬達(dá)32 和322b可以是電動(dòng)發(fā)電機(jī)。亦即，基于發(fā)動(dòng)機(jī)操作狀況，牽引馬達(dá)32 和322b可用于將扭矩從發(fā)動(dòng)機(jī)傳遞到相應(yīng)推進(jìn)器，或者可用于產(chǎn)生可以存儲(chǔ)在蓄電池中的電力。位于發(fā)動(dòng)機(jī) 302a和馬達(dá)32 之間的離合器310a和位于發(fā)動(dòng)機(jī)302b和馬達(dá)322b之間的離合器310b 可使?fàn)恳R達(dá)能夠與它們相應(yīng)的發(fā)動(dòng)機(jī)分離。這樣，可調(diào)節(jié)輸入到相應(yīng)推進(jìn)器中的扭矩。在所示的實(shí)施例中，可以不需要中間交流發(fā)電機(jī)和整流器來(lái)傳遞在各發(fā)動(dòng)機(jī)處產(chǎn)生的扭矩， 盡管如果希望的話(huà)可以增加交流發(fā)電機(jī)和/或整流器。如果存在的話(huà)，交流發(fā)電機(jī)可從發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生交流電流，該交流電流然后可以在傳輸?shù)较鄳?yīng)牽引馬達(dá)之前由整流器整流。第一電機(jī)和第二電機(jī)可進(jìn)一步分別機(jī)械聯(lián)接到第一推進(jìn)器30 的第一推進(jìn)器軸 306a和第二推進(jìn)器304b的第二推進(jìn)器軸306b上。發(fā)動(dòng)機(jī)輸出可由相應(yīng)牽引馬達(dá)用于操作相應(yīng)推進(jìn)器。齒輪箱208a或208b以及可選的附加離合器330a或330b可沿推進(jìn)器軸 306a和306b設(shè)置，具體而言設(shè)置在馬達(dá)32 和推進(jìn)器30 之間或者馬達(dá)322b和推進(jìn)器 304b之間。可選的附加離合器330a和330b分別使推進(jìn)器30 和304b能夠與馬達(dá)32 和322b分離。在一個(gè)實(shí)例中，在馬達(dá)32 和322b是電動(dòng)馬達(dá)的情況下，通過(guò)使推進(jìn)器與相應(yīng)馬達(dá)分離，電動(dòng)馬達(dá)中的一個(gè)或更多可用于在發(fā)動(dòng)機(jī)再起動(dòng)時(shí)使發(fā)動(dòng)機(jī)中的一個(gè)或更多轉(zhuǎn)動(dòng)曲柄。發(fā)動(dòng)機(jī)所產(chǎn)生的電流的至少一部分可以作為電量存儲(chǔ)在蓄電池320中。蓄電池 320可通過(guò)電力分配系統(tǒng)聯(lián)接到第一電機(jī)和第二電機(jī)的每一個(gè)上，例如，牽引馬達(dá)32 和 322b的每一個(gè)上。電力分配系統(tǒng)可使蓄電池320能夠由(第一)發(fā)動(dòng)機(jī)30 通過(guò)使用馬達(dá) 32 來(lái)充電。另外或者可選地，蓄電池320可由(第二)發(fā)動(dòng)機(jī)302b通過(guò)使用馬達(dá)322b來(lái)充電。如文中進(jìn)一步詳述的，存儲(chǔ)在蓄電池320中的電量可以在需要時(shí)用于補(bǔ)充馬達(dá)32 和/或322b所輸出的功率和推進(jìn)器30 和/或304b的性能。備選地，在(第一)發(fā)動(dòng)機(jī) 30 和/或(第二)發(fā)動(dòng)機(jī)302b劣化的情況下，蓄電池320可用于補(bǔ)充操作牽引馬達(dá)和因此操作推進(jìn)器所需的功率。在一個(gè)實(shí)例中，如圖所示，馬達(dá)32 和322b可以是AC馬達(dá)。 因此，來(lái)自蓄電池320的電流可在傳輸?shù)今R達(dá)32 和322b之前由逆變器319a和319b轉(zhuǎn)換。來(lái)自牽引馬達(dá)32 和322b中的一者或兩者的輸出也可用于操作附件336負(fù)載構(gòu)件，例如船艙燈光、加熱和/或冷卻系統(tǒng)、機(jī)載診斷裝置等。逆變器319a和319b可以可操作地聯(lián)接到相應(yīng)的曲柄轉(zhuǎn)移開(kāi)關(guān)(CTQ 33 和/或332b上。CTS 33 和332b可使相應(yīng)的逆變器能夠連接到相應(yīng)馬達(dá)32 和322b上或者連接到濾波變壓器334上。濾波變壓器334可位于附件336構(gòu)件上游，以使適當(dāng)波形的電流能夠被傳輸?shù)礁郊?36構(gòu)件以用于它們的操作。例如，濾波變壓器334可使方波電流能夠轉(zhuǎn)換為正弦波形，以便傳輸?shù)礁郊?36構(gòu)件。在一個(gè)實(shí)例中，第一發(fā)動(dòng)機(jī)和第二發(fā)動(dòng)機(jī)可以是推進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)。在此，推進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)指的是主要用于推進(jìn)的主發(fā)動(dòng)機(jī)。然而，在低負(fù)荷發(fā)動(dòng)機(jī)操作的狀況下，推進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)也能用于產(chǎn)生存儲(chǔ)在蓄電池中的電力。由此，推進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)可以不同設(shè)置操作。因此，以上列舉的連接到推進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)上并且包括推進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)的構(gòu)件可體現(xiàn)為推進(jìn)系統(tǒng)的推進(jìn)回路。另外，在低負(fù)載狀況(特別是顯著低于峰值發(fā)動(dòng)機(jī)輸出，例如小于峰值發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的一半)期間，可以調(diào)節(jié)推進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)以提供平均船舶功率，且通過(guò)調(diào)節(jié)聯(lián)接到推進(jìn)器上的電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)而提供期望輸出的瞬時(shí)增加/減少。船舶推進(jìn)系統(tǒng)300c的第二發(fā)動(dòng)機(jī)可另外或可選地是輔助發(fā)動(dòng)機(jī)302c。在此，與推進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)相比，輔助發(fā)動(dòng)機(jī)指的是可以較小(不過(guò)這不是必需的)并且主要用于運(yùn)行附件負(fù)載的發(fā)動(dòng)機(jī)。此外，輔助發(fā)動(dòng)機(jī)可以以恒定設(shè)置(例如60Hz)連續(xù)操作。然而，如文中詳述的，在推進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)劣化狀況下，輔助發(fā)動(dòng)機(jī)能夠至少部分用于推進(jìn)推進(jìn)器中的一個(gè)或更多。由此，輔助發(fā)動(dòng)機(jī)可以不機(jī)械聯(lián)接到推進(jìn)器上。然而，第二(輔助)發(fā)動(dòng)機(jī)可以選擇性地機(jī)械聯(lián)接到第二電機(jī)上，在此為交流發(fā)電機(jī)314。雖然所示的實(shí)施例將發(fā)動(dòng)機(jī)302c顯示為輔助柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，但應(yīng)理解，發(fā)動(dòng)機(jī)302c可具有替代構(gòu)造，例如渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)、生物柴油發(fā)動(dòng)機(jī)、汽油發(fā)動(dòng)機(jī)或天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)。輔助發(fā)動(dòng)機(jī)30 可以以固定設(shè)置操作，例如以60Hz操作。輔助發(fā)動(dòng)機(jī)302c可以以固定設(shè)置操作(例如連續(xù)操作)，以提供用于附件336負(fù)載和構(gòu)件操作的功率。例如，輔助發(fā)動(dòng)機(jī)302c所產(chǎn)生的功率可用于操作船艙燈光、機(jī)載控制裝置、船艙加熱、船艙冷卻、船艙通風(fēng)等。另外，輔助發(fā)動(dòng)機(jī)302c可配置成在劣化的推進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)(亦即，發(fā)動(dòng)機(jī)30 和/或302b)性能的狀況下操作。交流發(fā)電機(jī)314可從發(fā)動(dòng)機(jī)320c 的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生交流電，該交流電然后可在傳輸之前由整流器316整流。在一個(gè)實(shí)例中，整流器 316可以是配置成在輔助發(fā)動(dòng)機(jī)302c和蓄電池320之間傳遞功率的相位控制整流器。在輔助發(fā)動(dòng)機(jī)低負(fù)荷操作時(shí)段期間，例如當(dāng)對(duì)船艙加熱或冷卻的需求降低時(shí)，或者當(dāng)附件336 負(fù)荷低時(shí)，輔助發(fā)動(dòng)機(jī)302c可配置成除操作附件336負(fù)載外還對(duì)蓄電池320充電。因此，在蓄電池320用于補(bǔ)充或替代推進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)的功率輸出的狀況下，通過(guò)輔助發(fā)動(dòng)機(jī)302c的連續(xù)操作對(duì)蓄電池320進(jìn)行連續(xù)點(diǎn)滴式充電(trickle charging)使蓄電池能夠以較慢的速度消耗。蓄電池320可通過(guò)電力分配系統(tǒng)聯(lián)接到交流發(fā)電機(jī)314，從而使發(fā)動(dòng)機(jī)302c所產(chǎn)生的電流的一部分能夠作為電量存儲(chǔ)在蓄電池320中。備選地，該電流可用于操作馬達(dá)32 和322b中的任一者或兩者，以及因此操作推進(jìn)器30 和/或304b。在一個(gè)實(shí)例中，當(dāng)?shù)诙l(fā)動(dòng)機(jī)是輔助發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，連接到輔助發(fā)動(dòng)機(jī)上并且包括輔助發(fā)動(dòng)機(jī)的構(gòu)件可體現(xiàn)為推進(jìn)系統(tǒng)的輔助回路。在輔助發(fā)動(dòng)機(jī)302c劣化的情況下，輔助回路的附件336負(fù)載可至少部分由蓄電池320和/或推進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)30 和302b中的一個(gè)或更多產(chǎn)生。具體而言，功率可通過(guò)逆變器、CTS和濾波變壓器從蓄電池320和/或推進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)30 和302b中的一個(gè)或更多轉(zhuǎn)移到附件336負(fù)載。這可使推進(jìn)系統(tǒng)即使在存在發(fā)動(dòng)機(jī)劣化的情況下也能夠繼續(xù)操作艦船。當(dāng)艦船10靠岸時(shí)，可以使用岸上電源340代替操作發(fā)動(dòng)機(jī)30加-302(3來(lái)對(duì)蓄電池 320充電和/或運(yùn)行附件負(fù)載構(gòu)件336。所示構(gòu)造中蓄電池320的結(jié)合使得能夠響應(yīng)于功率請(qǐng)求和/或負(fù)載的瞬時(shí)變化來(lái)適應(yīng)性地重新配置推進(jìn)系統(tǒng)的性能特性。控制器312中可具有代碼，該代碼的技術(shù)效果可包括響應(yīng)于船舶操作狀況對(duì)推進(jìn)系統(tǒng)操作的動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)。這些操作狀況可包括諸如發(fā)動(dòng)機(jī)、推進(jìn)器、馬達(dá)等的電氣和機(jī)械構(gòu)件的狀況。由此，所示的電氣構(gòu)造使得能夠沿各種方向轉(zhuǎn)移功率，例如，沿推進(jìn)回路和輔助回路之間的任意方向。如文中進(jìn)一步詳述的，控制器可通過(guò)依靠增加和/或減少聯(lián)接到推進(jìn)器上的電機(jī)(例如第一電機(jī))的扭矩生成和/或吸收而選擇性地增加和/或減少推進(jìn)器扭矩輸出(例如第一推進(jìn)器的扭矩輸出)來(lái)動(dòng)態(tài)地調(diào)節(jié)推進(jìn)系統(tǒng)的操作。這樣，實(shí)現(xiàn)了用于艦船的多冗余功率方案。此夕卜，所示的電氣構(gòu)造允許在不必增加系統(tǒng)構(gòu)件數(shù)量的情況下提高系統(tǒng)可靠性。在一個(gè)實(shí)例中，在負(fù)載瞬時(shí)增加的過(guò)程中，可通過(guò)給發(fā)動(dòng)機(jī)30 和302b (此外，可選地，302c)的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)軸扭矩補(bǔ)充從蓄電池傳遞的馬達(dá)電扭矩來(lái)改善對(duì)梯級(jí)負(fù)載增加的節(jié)氣門(mén)響應(yīng)。蓄電池也可使柴油發(fā)動(dòng)機(jī)性能能夠在高瞬時(shí)負(fù)載需求期間提高。在另一實(shí)例中，在發(fā)動(dòng)機(jī)30 或302b中的一個(gè)劣化的情況下，可通過(guò)從另一發(fā)動(dòng)機(jī)、輔助發(fā)動(dòng)機(jī)和/ 或蓄電池傳遞功率來(lái)維持相應(yīng)推進(jìn)器的性能。同樣，在發(fā)動(dòng)機(jī)30 和302b兩者都劣化的情況下，可通過(guò)從輔助發(fā)動(dòng)機(jī)和/或蓄電池傳遞功率來(lái)維持推進(jìn)回路中推進(jìn)器的性能。因此得出，推進(jìn)系統(tǒng)性能的大規(guī)模劣化可能發(fā)生在三個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)劣化(亦即，推進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)30 和302b以及輔助發(fā)動(dòng)機(jī)302c的劣化)且低蓄電池電量(亦即，蓄電池電量消耗到低于閾值，使得蓄電池?zé)o法支撐推進(jìn)器性能)的罕見(jiàn)情況下。在再一實(shí)例中，可通過(guò)完全用蓄電池操作推進(jìn)系統(tǒng)而在無(wú)排放模式下操作艦船，直到蓄電池電量處于或低于閾值，越過(guò)該閾值需要對(duì)蓄電池進(jìn)行再充電。由此，該蓄電池可配置成既接收又傳送來(lái)自推進(jìn)系統(tǒng)的電力。具體而言，該蓄電池能夠接收和傳送來(lái)自岸上電源的電力，兩個(gè)逆變器中的任一個(gè)可操作地聯(lián)接到柴油發(fā)動(dòng)機(jī) 302a和302b上，和/或整流器聯(lián)接到輔助發(fā)動(dòng)機(jī)302c上。另外，該蓄電池可從聯(lián)接到推進(jìn)系統(tǒng)上的專(zhuān)用柴油發(fā)電機(jī)(未示出)接收電力。再者，在混合充電模式期間，可通過(guò)使水越過(guò)推進(jìn)器來(lái)對(duì)蓄電池充電。如參考圖6進(jìn)一步詳述的，通過(guò)結(jié)合蓄電池來(lái)實(shí)現(xiàn)靈活和可重新配置的推進(jìn)系統(tǒng)，可使用現(xiàn)有的原動(dòng)機(jī)來(lái)提供能夠?qū)ω?fù)載變化迅速和有效地做出響應(yīng)的高效、低排放推進(jìn)系統(tǒng)。這樣，可以在不顯著增加構(gòu)件冗余的情況下使艦船船舶推進(jìn)系統(tǒng)的可靠性提高。相反，可減少得到改善的性能所需的發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)量。圖3D示出了配套有并聯(lián)混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置的船舶推進(jìn)系統(tǒng)的另一示例性實(shí)施例 300d。由此，實(shí)施例300d可基本上類(lèi)似于實(shí)施例300c，然而，圖3D的實(shí)施例可包括聯(lián)接到單個(gè)推進(jìn)器30 上的單個(gè)推進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)30 和配置成操作船舶附件336負(fù)載的輔助發(fā)動(dòng)機(jī) 302c。由此，可以包括圖3D的實(shí)施例中包括的所有其它構(gòu)件，并且可與圖3C中那樣命名和標(biāo)號(hào)。在此為了簡(jiǎn)潔不重新介紹類(lèi)似命名和標(biāo)號(hào)的構(gòu)件。不同的變量可對(duì)推進(jìn)器和/或發(fā)動(dòng)機(jī)性能映射圖中的一點(diǎn)的移動(dòng)有明顯不同的作用。由此，推進(jìn)器性能映射圖上的一點(diǎn)可作為推進(jìn)器扭矩、推進(jìn)器轉(zhuǎn)速和推進(jìn)器水中前進(jìn)速度的函數(shù)來(lái)映射。同樣，發(fā)動(dòng)機(jī)性能映射圖上的一點(diǎn)可作為發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩和發(fā)動(dòng)機(jī)速度的函數(shù)來(lái)映射?？刂破骺膳渲贸蓛?yōu)化操作上可控的變量，從而使發(fā)動(dòng)機(jī)和推進(jìn)器的效率最大化。在一個(gè)實(shí)例中，當(dāng)拖曳負(fù)載或面向逆風(fēng)時(shí)可給控制器提供速度基準(zhǔn)。因此，推進(jìn)器前進(jìn)速度可降低。推進(jìn)器前進(jìn)速度的降低可推移推進(jìn)器性能映射圖上的推進(jìn)器性能點(diǎn)。為了抵抗或抵銷(xiāo)該推移，并使推進(jìn)器回到推進(jìn)器性能映射圖上的原始性能點(diǎn)，可能需要增大推進(jìn)器扭矩。然而，增大的推進(jìn)器扭矩可通過(guò)在保持發(fā)動(dòng)機(jī)速度恒定(由于速度基準(zhǔn))的同時(shí)增加燃料消耗來(lái)使發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩增大。結(jié)果，發(fā)動(dòng)機(jī)性能可能劣化。在此，控制器可通過(guò)經(jīng)由槳距調(diào)節(jié)而調(diào)節(jié)推進(jìn)器扭矩，亦即，調(diào)節(jié)單個(gè)變量，來(lái)優(yōu)化發(fā)動(dòng)機(jī)和推進(jìn)器性能。備選地，優(yōu)化程序可獨(dú)立地調(diào)節(jié)多個(gè)變量，例如發(fā)動(dòng)機(jī)和推進(jìn)器速度和扭矩?？梢酝ㄟ^(guò)維持基本上恒定的推進(jìn)系統(tǒng)功率(亦即，利用功率基準(zhǔn))或者通過(guò)利用系統(tǒng)中的蓄能裝置如蓄電池來(lái)實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。在另一實(shí)例中，當(dāng)拖曳負(fù)載或面向逆風(fēng)時(shí)可給控制器提供功率基準(zhǔn)。如前文詳述的，推進(jìn)器前進(jìn)速度的由此降低可引起推進(jìn)器扭矩增大，以使推進(jìn)器回到性能映射圖上的原點(diǎn)。一旦充分確定扭矩變化，控制器便可計(jì)算推進(jìn)器扭矩和速度的最佳有效組合，從而從設(shè)計(jì)和/或試驗(yàn)數(shù)據(jù)以及推進(jìn)器扭矩的實(shí)時(shí)估算值(例如，從安裝在軸上的扭力計(jì))推斷所需的推進(jìn)器前進(jìn)速度。可通過(guò)構(gòu)成包括可提供所請(qǐng)求的功率的推進(jìn)器速度和扭矩的允許值的組合效率映射圖來(lái)確定推進(jìn)器和發(fā)動(dòng)機(jī)效率的最佳組合。雖然以上實(shí)例說(shuō)明了推進(jìn)器前進(jìn)速度和推進(jìn)器扭矩的變化對(duì)性能映射圖上的推進(jìn)器的性能點(diǎn)的影響，但應(yīng)理解，以相同的方式，替代變量可以或者獨(dú)立地或者同時(shí)影響發(fā)動(dòng)機(jī)和推進(jìn)器性能映射圖上的性能點(diǎn)，各替代變量都具有其本身的對(duì)效率的關(guān)系。因此，如上所述，不同變量可對(duì)同一推進(jìn)系統(tǒng)構(gòu)件有明顯不同的影響(例如，槳距對(duì)扭矩在推進(jìn)器性能上的不同影響)，且再者，可對(duì)不同推進(jìn)系統(tǒng)構(gòu)件有明顯不同的影響 (例如，扭矩在推進(jìn)器對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能上的不同影響)。再者，當(dāng)從模型測(cè)試數(shù)據(jù)和/或理論計(jì)算估算和/或推斷用作變量的操作狀況時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)和推進(jìn)器性能映射圖會(huì)逐漸產(chǎn)生顯著的誤差。因此，通過(guò)利用實(shí)時(shí)船舶操作數(shù)據(jù)，即精確地且更可靠地代表普遍船舶操作狀況的數(shù)據(jù)，并通過(guò)利用實(shí)時(shí)估算的數(shù)據(jù)來(lái)更新發(fā)動(dòng)機(jī)和推進(jìn)器性能映射圖，能夠更精確地確定變量組合對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)和推進(jìn)器性能的實(shí)際影響。通過(guò)使用此類(lèi)更新后的性能映射圖，控制器可執(zhí)行多變量?jī)?yōu)化程序，例如圖4-5中所示的程序，以在配套有推進(jìn)系統(tǒng)的船舶操作期間更好地實(shí)現(xiàn)推進(jìn)器性能和發(fā)動(dòng)機(jī)性能的適當(dāng)匹配。通過(guò)給推進(jìn)控制程序提供對(duì)原動(dòng)機(jī)在整個(gè)操作范圍上的最佳操作狀況的更佳了解，并通過(guò)實(shí)時(shí)更新最佳操作狀況，可顯著提高推進(jìn)系統(tǒng)的效率。實(shí)時(shí)船舶操作數(shù)據(jù)可包括如由安裝在推進(jìn)器軸上的扭力計(jì)確定的實(shí)際推進(jìn)器扭矩的實(shí)時(shí)估算值。實(shí)時(shí)船舶操作數(shù)據(jù)還可包括發(fā)動(dòng)機(jī)速度、船舶前進(jìn)速度、船舶海浪負(fù)載、 船舶風(fēng)力負(fù)載和潮汐流的估算值等?？上鄳?yīng)更新從模型數(shù)據(jù)和/或先導(dǎo)船舶設(shè)置形成的推進(jìn)器曲線(xiàn)。在一個(gè)實(shí)例中，可基于推進(jìn)器轉(zhuǎn)速、槳距和前進(jìn)速度來(lái)映射先導(dǎo)推進(jìn)器曲線(xiàn)?？蓮拇八俣群桶榱饔绊懝浪闩c前進(jìn)速度有關(guān)的模型數(shù)據(jù)。然而，基于設(shè)計(jì)條件構(gòu)想的船舶速度可與實(shí)際船舶速度明顯不同。來(lái)自安裝在船舶的船體上的前進(jìn)速度傳感器的估算值也可由于暴露于嚴(yán)酷和變化的狀況而存在誤差。由于推進(jìn)器扭矩和前進(jìn)速度直接相關(guān)，所以可基于來(lái)自扭力計(jì)的推進(jìn)器扭矩的精確實(shí)時(shí)估算來(lái)實(shí)現(xiàn)前進(jìn)速度的精確估算。亦即，可響應(yīng)于推進(jìn)器扭矩和更新后的性能映射圖來(lái)估算船舶前進(jìn)速度?；诟潞蟮挠成鋱D中的推進(jìn)器效率的等高線(xiàn)，多變量?jī)?yōu)化程序可選擇允許在更新后的操作狀況下使推進(jìn)器性能最大化的新推進(jìn)器槳距設(shè)置?？苫趯?shí)時(shí)船舶操作數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)獨(dú)立地更新發(fā)動(dòng)機(jī)性能映射圖，例如發(fā)動(dòng)機(jī)燃料映射圖。隨后可基于更新后的映射圖來(lái)選擇能夠提供期望功率的發(fā)動(dòng)機(jī)速度和發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩的最佳組合。以此方式，如從推進(jìn)器扭矩推斷的船舶速度的實(shí)時(shí)估算值可用于針對(duì)期望功率輸出優(yōu)化推進(jìn)器和發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)置，以使得可提高推進(jìn)系統(tǒng)的操作效率。下面參考圖4-5描述此類(lèi)控制系統(tǒng)操作的其它細(xì)節(jié)。現(xiàn)參看圖4，描述了用于響應(yīng)于操作狀況的變化而實(shí)時(shí)優(yōu)化推進(jìn)系統(tǒng)的設(shè)置的程序400?？身憫?yīng)于操作員請(qǐng)求來(lái)執(zhí)行該程序。操作員請(qǐng)求可以作為速度或功率基準(zhǔn)提供。 在一個(gè)實(shí)例中，然后可將速度或功率基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換為所請(qǐng)求的扭矩。在確定操作狀況后，并且基于操作員請(qǐng)求，可映射和調(diào)節(jié)推進(jìn)器槳距、推進(jìn)器速度、發(fā)動(dòng)機(jī)速度、蓄電池充電狀態(tài)和其它有關(guān)變量。在步驟402，確定推進(jìn)器扭矩⑴)。在一個(gè)實(shí)例中，基于位于推進(jìn)器軸上的扭力計(jì)來(lái)確定推進(jìn)器扭矩的實(shí)時(shí)估算值。在步驟404，可確定實(shí)時(shí)船舶操作數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)可包括船舶內(nèi)部構(gòu)件的操作狀況如發(fā)動(dòng)機(jī)和推進(jìn)器設(shè)置及外部影響的估算。作為一個(gè)實(shí)例，這可以包括確定發(fā)動(dòng)機(jī)速度、發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷、發(fā)動(dòng)機(jī)功率輸出、推進(jìn)器槳距、推進(jìn)器轉(zhuǎn)速、蓄電池充電狀態(tài)(在混合動(dòng)力系統(tǒng)中)等。另外，確定外部影響可包括例如估算風(fēng)力負(fù)載、拖曳負(fù)載、船體結(jié)垢、海浪負(fù)載、潮汐流等，以及由于這些影響的組合而引起的船舶排水量的變化。 在步驟406，確定船舶的前進(jìn)速度(Va)。由此，可使用全球定位系統(tǒng)(GPS)來(lái)確定船舶速度。 然而，可以理解的是，這可能不會(huì)給出精確的^值，因?yàn)榇霸谒械膶?shí)際前進(jìn)速度會(huì)明顯受潮汐流、風(fēng)力負(fù)載、海浪負(fù)載等的狀態(tài)影響。因此，在一個(gè)實(shí)例中，可基于所確定的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷、槳距、發(fā)動(dòng)機(jī)速度和扭矩來(lái)以計(jì)算方式確定Va。在步驟408，利用實(shí)時(shí)船舶操作數(shù)據(jù)來(lái)更新發(fā)動(dòng)機(jī)和推進(jìn)器性能點(diǎn)和曲線(xiàn)。由此， 各發(fā)動(dòng)機(jī)和推進(jìn)器可基于它們的構(gòu)成和模型而具有單獨(dú)的性能映射圖?；谒成涞臄?shù)據(jù)和計(jì)算的前進(jìn)速度，可獨(dú)立地調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)置如發(fā)動(dòng)機(jī)輸出(即發(fā)動(dòng)機(jī)速度和/或發(fā)動(dòng)機(jī)功率)和推進(jìn)器設(shè)置如推進(jìn)器槳距，以便能夠優(yōu)化推進(jìn)系統(tǒng)的總體效率。在一個(gè)實(shí)例中，可響應(yīng)于更新后的發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)置來(lái)調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)速度并且可響應(yīng)于更新后的推進(jìn)器設(shè)置來(lái)調(diào)節(jié)推進(jìn)器槳距，獨(dú)立于推進(jìn)器槳距來(lái)調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)速度。在另一實(shí)例中，可響應(yīng)于發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)置來(lái)調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)速度，同時(shí)可響應(yīng)于推進(jìn)器設(shè)置來(lái)調(diào)節(jié)推進(jìn)器扭矩， 獨(dú)立于推進(jìn)器扭矩來(lái)調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)速度。在又一實(shí)例中，可響應(yīng)于發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)置來(lái)調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩，同時(shí)響應(yīng)于推進(jìn)器設(shè)置來(lái)調(diào)節(jié)推進(jìn)器扭矩，獨(dú)立于推進(jìn)器扭矩來(lái)調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩。以此方式，響應(yīng)于船舶操作狀況的高度可變性來(lái)調(diào)節(jié)推進(jìn)系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)和推進(jìn)器的設(shè)置，以提供給系統(tǒng)賦予較高效率的組合。如參考圖6詳述的，多變量?jī)?yōu)化程序能夠基于船舶操作模式(例如，穩(wěn)態(tài)與加速)和對(duì)某些性能特性例如在穩(wěn)態(tài)期間的提高的燃料效率或最大推進(jìn)器性能以及在加速期間的快速響應(yīng)時(shí)間或最大發(fā)動(dòng)機(jī)性能的指定或預(yù)定優(yōu)先項(xiàng)而進(jìn)一步調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)和推進(jìn)器設(shè)置?，F(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖5，示出了示例性實(shí)時(shí)優(yōu)化程序500。在步驟502，收集實(shí)時(shí)船舶操作數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)包括內(nèi)部狀況如發(fā)動(dòng)機(jī)速度(Ne)、推進(jìn)器槳距(P)、扭矩和外部影響如風(fēng)力負(fù)載、拖曳負(fù)載、船體結(jié)垢、海浪負(fù)載、潮汐流等的估算值。在步驟504，至少基于所確定的發(fā)動(dòng)機(jī)速度、推進(jìn)器槳距和扭矩而以計(jì)算方式計(jì)算船舶前進(jìn)速度(Va)。在步驟506，確認(rèn)船舶是否處于穩(wěn)態(tài)操作模式。如果是，則在步驟510，基于在步驟502-504估算的狀況來(lái)執(zhí)行多變量?jī)?yōu)化，以計(jì)算用于發(fā)動(dòng)機(jī)速度、推進(jìn)器槳距和扭矩輸出的新設(shè)置?？墒褂脭?shù)據(jù)平滑技術(shù)來(lái)避免在優(yōu)化處理期間過(guò)大的速度和扭矩變化。可選擇功率設(shè)置基準(zhǔn)如功率范圍并且多變量?jī)?yōu)化然后計(jì)算優(yōu)化速度、槳距和扭矩設(shè)置，同時(shí)在預(yù)定功率范圍內(nèi)保持功率恒定。在替代實(shí)施例中，可選擇前進(jìn)速度基準(zhǔn)并且可調(diào)節(jié)設(shè)置以允許發(fā)動(dòng)機(jī)和推進(jìn)器的速度保持恒定或保持在預(yù)定范圍內(nèi)。在步驟512，將新設(shè)置映射到更新后的發(fā)動(dòng)機(jī)和推進(jìn)器性能映射圖上，以在組合時(shí)確定推進(jìn)器性能效率、發(fā)動(dòng)機(jī)燃料效率和凈效率。在一個(gè)實(shí)例中，在穩(wěn)態(tài)操作期間，可能希望使凈效率偏向推進(jìn)器性能。因此，在步驟514，確認(rèn)所選的設(shè)置的組合是否使得能夠偏向提高的(例如，最大的)推進(jìn)器性能的凈效率。如果為是，則在步驟518，應(yīng)用新的設(shè)置。如果為否，則在步驟516，該程序執(zhí)行多變量?jī)?yōu)化程序的新迭代，以確定更好地實(shí)現(xiàn)提高推進(jìn)器性能的新設(shè)置組合。如果在步驟506未確認(rèn)穩(wěn)態(tài)操作，則在步驟508，在步驟508確認(rèn)加速操作模式。 在步驟520，與在步驟510—樣，基于在步驟502-504估算的狀況來(lái)執(zhí)行多變量?jī)?yōu)化程序，以計(jì)算用于發(fā)動(dòng)機(jī)速度、推進(jìn)器槳距和扭矩輸出的新設(shè)置。使用數(shù)據(jù)平滑技術(shù)來(lái)避免在優(yōu)化處理期間的過(guò)大的速度和扭矩變化?；谡?qǐng)求的功率和/或速度來(lái)選擇功率設(shè)置或速度設(shè)置，并且多變量?jī)?yōu)化相應(yīng)地計(jì)算優(yōu)化后的速度、槳距和扭矩設(shè)置，同時(shí)在限定功率范圍內(nèi)保持功率恒定，或者同時(shí)維持速度恒定或?qū)⑺俣染S持在限定的速度范圍內(nèi)。在步驟522，將新設(shè)置映射到更新后的發(fā)動(dòng)機(jī)和推進(jìn)器性能映射圖上，以在組合時(shí)確定推進(jìn)器性能效率、發(fā)動(dòng)機(jī)燃料效率和凈效率。在一個(gè)實(shí)例中，在加速操作期間，可能希望使凈效率偏向發(fā)動(dòng)機(jī)性能。還可確定是具有改善的燃料節(jié)省還是具有改善的響應(yīng)時(shí)間而希望偏向發(fā)動(dòng)機(jī)性能。作為一個(gè)實(shí)例，如果希望改善的燃料節(jié)省，則可選擇與最低規(guī)定燃料消耗相對(duì)應(yīng)的設(shè)置組合。作為另一實(shí)例，如果希望改善的響應(yīng)時(shí)間，則可選擇與最快的響應(yīng)時(shí)間相對(duì)應(yīng)的設(shè)置?？刂破骺苫诶缑畹淖兓俣然蛎畹淖兓笮《趥溥x選擇之間進(jìn)行選擇。在步驟524，確認(rèn)凈效率是否偏向提高的發(fā)動(dòng)機(jī)性能。如果為是，則在步驟 518，應(yīng)用新的設(shè)置。如果為否，則在步驟526，該程序執(zhí)行多變量?jī)?yōu)化程序的新迭代，以確定實(shí)現(xiàn)較短響應(yīng)時(shí)間的新設(shè)置。雖然所示的實(shí)例說(shuō)明了其中在加速期間希望發(fā)動(dòng)機(jī)性能而在穩(wěn)態(tài)操作期間希望推進(jìn)器性能的程序，但在替代實(shí)施例中，可基于備選優(yōu)先項(xiàng)來(lái)調(diào)節(jié)多變量程序。這些優(yōu)先項(xiàng)可由操作員向控制器指示，或者可以反映默認(rèn)優(yōu)先項(xiàng)。因此，在另一實(shí)例中，可選擇實(shí)現(xiàn)改善的燃料節(jié)省的發(fā)動(dòng)機(jī)和推進(jìn)器設(shè)置的組合，而在加速期間，可重新調(diào)節(jié)這些設(shè)置，以實(shí)現(xiàn)改善的響應(yīng)時(shí)間。對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)置和推進(jìn)器設(shè)置的每一項(xiàng)的調(diào)節(jié)可包括在調(diào)節(jié)推進(jìn)器槳距的同時(shí)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)速度進(jìn)行調(diào)節(jié)、在調(diào)節(jié)推進(jìn)器轉(zhuǎn)速的同時(shí)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)速度進(jìn)行調(diào)節(jié)和/或?qū)Πl(fā)動(dòng)機(jī)扭矩和推進(jìn)器扭矩進(jìn)行調(diào)節(jié)。在一個(gè)實(shí)例中，調(diào)節(jié)可包括在維持推進(jìn)器槳距的同時(shí)提高發(fā)動(dòng)機(jī)速度。在另一實(shí)例中，調(diào)節(jié)可包括在維持發(fā)動(dòng)機(jī)速度的同時(shí)增大推進(jìn)器槳距。在又另一實(shí)例中，可在發(fā)動(dòng)機(jī)速度降低的同時(shí)增大推進(jìn)器槳距，或者可在減小推進(jìn)器槳距的同時(shí)提高發(fā)動(dòng)機(jī)速度。應(yīng)該理解的是，所有其它組合也是可能的。此外，可在需要時(shí)以即時(shí)或非即時(shí)次序執(zhí)行一個(gè)或更多調(diào)節(jié)。在一個(gè)實(shí)例中，調(diào)節(jié)可包括在增大推進(jìn)器槳距的同時(shí)提高發(fā)動(dòng)機(jī)速度，此后(例如在延遲時(shí)間之后)，調(diào)節(jié)可包括在維持推進(jìn)器槳距的同時(shí)提高發(fā)動(dòng)機(jī)速度。在另一實(shí)例中，調(diào)節(jié)可包括在減小推進(jìn)器槳距的同時(shí)降低發(fā)動(dòng)機(jī)速度，此后可在減小推進(jìn)器槳距的同時(shí)提高發(fā)動(dòng)機(jī)速度，此后可在維持推進(jìn)器槳距的同時(shí)降低發(fā)動(dòng)機(jī)速度。應(yīng)該理解的是，對(duì)于各項(xiàng)調(diào)節(jié)中的一個(gè)或更多個(gè)步驟并且對(duì)于不同步驟之間的不同時(shí)間延遲，所有其它組合也是可能的。以此方式，可響應(yīng)于實(shí)時(shí)船舶操作數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)地重新配置推進(jìn)系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)和推進(jìn)器設(shè)置。通過(guò)利用實(shí)時(shí)船舶操作數(shù)據(jù)即代表船舶操作狀況的實(shí)時(shí)變化的數(shù)據(jù)來(lái)更新發(fā)動(dòng)機(jī)和推進(jìn)器性能映射圖，可生成不存在基于模型測(cè)試數(shù)據(jù)的映射圖的誤差的可靠而精確的映射圖。通過(guò)使用此類(lèi)精確的映射圖，并且進(jìn)一步基于期望的船舶性能特性，可獨(dú)立地重新配置發(fā)動(dòng)機(jī)和推進(jìn)器設(shè)置。這樣，發(fā)動(dòng)機(jī)和推進(jìn)器可各自獨(dú)立地配置成最大程度地實(shí)施。 此外，可更好地匹配發(fā)動(dòng)機(jī)和推進(jìn)器的性能，從而提高推進(jìn)系統(tǒng)的總體效率?，F(xiàn)參看圖6，示出了示例性重新配置程序600。該重新配置程序使推進(jìn)系統(tǒng)能夠靈活，并對(duì)負(fù)載變化迅速而有效地做出響應(yīng)。該推進(jìn)系統(tǒng)中包括的控制器可配置成執(zhí)行此類(lèi)程序，以響應(yīng)于船舶操作狀況而動(dòng)態(tài)地調(diào)節(jié)推進(jìn)系統(tǒng)的操作。在步驟602，可確定推進(jìn)系統(tǒng)的操作狀況。例如，可確定推進(jìn)系統(tǒng)是否正在經(jīng)歷瞬時(shí)負(fù)載變化。如果是，則還可確定瞬時(shí)負(fù)載變化是否在系統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)之間均等地分布或者瞬時(shí)負(fù)載變化是否主要由特定發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)歷。同樣，可確定瞬時(shí)負(fù)載變化是否在系統(tǒng)推進(jìn)器之間對(duì)稱(chēng)或不對(duì)稱(chēng)地分布。在另一實(shí)例中，可確定是否已發(fā)生任何發(fā)動(dòng)機(jī)和/或推進(jìn)器劣化。在又另一實(shí)例中，可確定系統(tǒng)蓄電池的充電狀態(tài)。在步驟604，可基于所確定的操作狀況來(lái)選擇操作模式。因此，在步驟606，推進(jìn)系統(tǒng)可在所選的操作模式下操作。在一個(gè)實(shí)例中，當(dāng)負(fù)載分布在第一發(fā)動(dòng)機(jī)和第二發(fā)動(dòng)機(jī)之間并且另外蓄電池充電狀態(tài)高于閾值時(shí)，推進(jìn)系統(tǒng)可在第一模式下操作，其中第一發(fā)動(dòng)機(jī)和第二發(fā)動(dòng)機(jī)兩者都可用于分別驅(qū)動(dòng)第一推進(jìn)器和第二推進(jìn)器而不對(duì)蓄電池充電。在此， 由于蓄電池被良好充電，所以如果需要，可另外使用蓄電池來(lái)補(bǔ)充由第一發(fā)動(dòng)機(jī)和/或第二發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的功率，以操作第一推進(jìn)器和/或第二推進(jìn)器。在另一實(shí)例中，當(dāng)負(fù)載分布在第一發(fā)動(dòng)機(jī)和第二發(fā)動(dòng)機(jī)之間并且另外蓄電池充電狀態(tài)處于或低于閾值時(shí)，推進(jìn)系統(tǒng)可在第二模式下操作，其中第一發(fā)動(dòng)機(jī)和第二發(fā)動(dòng)機(jī)兩者都可用于分別驅(qū)動(dòng)第一推進(jìn)器和第二推進(jìn)器而不使蓄電池放電以用于推進(jìn)。在此，可防止蓄電池進(jìn)一步放電。備選地，蓄電池充電狀態(tài)可處于或高于閾值，并且蓄電池可以不放電以保存蓄電池電量以便以后使用，例如， 在需要補(bǔ)充發(fā)動(dòng)機(jī)功率時(shí)。在又另一實(shí)例中，當(dāng)蓄電池充電機(jī)會(huì)上升時(shí)，例如，當(dāng)船舶減速時(shí)，推進(jìn)系統(tǒng)可在第三模式下操作，其中第一發(fā)動(dòng)機(jī)和第二發(fā)動(dòng)機(jī)兩者均分別用于驅(qū)動(dòng)第一推進(jìn)器和第二推進(jìn)器，并且另外可通過(guò)從第一和第二電機(jī)(即電動(dòng)發(fā)電機(jī))中的至少一者接收的電力對(duì)蓄電池充電。在此，由不需要操作推進(jìn)器的發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的額外電力可作為電量存儲(chǔ)在蓄電池中，以便將來(lái)使用。在另一實(shí)例中，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)中的一個(gè)或更多經(jīng)歷瞬時(shí)負(fù)荷浪涌時(shí)，推進(jìn)系統(tǒng)可在第四模式下操作，其中第一發(fā)動(dòng)機(jī)和第二發(fā)動(dòng)機(jī)兩者都可用于分別驅(qū)動(dòng)第一推進(jìn)器和第二推進(jìn)器，且另外可通過(guò)蓄電池在第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)和第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)中的至少一者中產(chǎn)生扭矩。在此，可通過(guò)給第一發(fā)動(dòng)機(jī)和/或第二發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩補(bǔ)充來(lái)自蓄電池的扭矩來(lái)改善對(duì)梯級(jí)負(fù)載上升的節(jié)氣門(mén)響應(yīng)。在另一實(shí)例中，當(dāng)經(jīng)歷瞬時(shí)負(fù)載下降時(shí)，推進(jìn)系統(tǒng)可在第五模式下操作，其中僅第一發(fā)動(dòng)機(jī)可用于通過(guò)至少操作第二電機(jī)來(lái)至少驅(qū)動(dòng)第一推進(jìn)器和第二推進(jìn)器兩者，并且功率可通過(guò)第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)和電力分配系統(tǒng)從第一發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)移到第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)。在此，單個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)(例如僅第一發(fā)動(dòng)機(jī))的扭矩輸出可足夠驅(qū)動(dòng)第一推進(jìn)器和第二推進(jìn)器兩者。因此，第一發(fā)動(dòng)機(jī)可通過(guò)操作聯(lián)接到推進(jìn)器上的兩個(gè)馬達(dá)來(lái)驅(qū)動(dòng)兩個(gè)推進(jìn)器。由此，這可以提供燃料經(jīng)濟(jì)性利益。備選地，推進(jìn)系統(tǒng)可響應(yīng)于第二發(fā)動(dòng)機(jī)的劣化而在第五模式下操作。在此，可重新配置功率分配，以使第一發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩輸出能夠補(bǔ)償來(lái)自第二發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩的損失。應(yīng)該理解的是，在第五模式的替代實(shí)施例中，第二發(fā)動(dòng)機(jī)可響應(yīng)于第一發(fā)動(dòng)機(jī)的劣化而通過(guò)操作聯(lián)接到推進(jìn)器上的兩個(gè)馬達(dá)來(lái)驅(qū)動(dòng)兩個(gè)推進(jìn)器。以此方式，兩個(gè)推進(jìn)器可繼續(xù)操作并且船舶的性能不會(huì)受到不利影響。在再另一實(shí)例中，當(dāng)經(jīng)歷瞬時(shí)負(fù)載下降或確定第二發(fā)動(dòng)機(jī)劣化并且另外蓄電池充電機(jī)會(huì)上升(例如，由于船舶減速)時(shí)，推進(jìn)系統(tǒng)可在第六模式下操作，其中僅第一發(fā)動(dòng)機(jī)可用于通過(guò)至少操作第二電機(jī)來(lái)至少驅(qū)動(dòng)第一推進(jìn)器和第二推進(jìn)器兩者，并且功率可通過(guò)第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)和電力分配系統(tǒng)從第一發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)移到第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)，且另外，可對(duì)蓄電池充電。在此，與在第五模式中一樣，一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩輸出可有利地用于操作兩個(gè)推進(jìn)器，以減少船舶性能的下降。另外，蓄電池可有利地使用由發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的任何額外功率充電，并且可存儲(chǔ)電量以便以后使用。應(yīng)該理解的是，在第六模式的替代實(shí)施例中，第二發(fā)動(dòng)機(jī)可響應(yīng)于第一發(fā)動(dòng)機(jī)的劣化而通過(guò)操作聯(lián)接到推進(jìn)器上的兩個(gè)馬達(dá)來(lái)驅(qū)動(dòng)兩個(gè)推進(jìn)器， 同時(shí)對(duì)蓄電池充電。在又另一實(shí)例中，當(dāng)確定第二發(fā)動(dòng)機(jī)劣化并且第一發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩輸出可能不足以驅(qū)動(dòng)兩個(gè)推進(jìn)器時(shí)，推進(jìn)系統(tǒng)可在第七模式下操作，其中僅第一發(fā)動(dòng)機(jī)可用于通過(guò)至少操作第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)來(lái)至少驅(qū)動(dòng)第一推進(jìn)器和第二推進(jìn)器兩者，并且通過(guò)第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)和電力分配系統(tǒng)將功率從第一發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)移到第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)，并且另外可使蓄電池放電以補(bǔ)充第一發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出。以此方式，蓄電池輸出可有利地用于提升第一發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出。 應(yīng)該理解的是，在第七模式的替代實(shí)施例中，第二發(fā)動(dòng)機(jī)可響應(yīng)于第一發(fā)動(dòng)機(jī)的劣化而驅(qū)動(dòng)兩個(gè)推進(jìn)器，并且第二發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩輸出可由蓄電池輸出補(bǔ)充。在再另一實(shí)例中，推進(jìn)系統(tǒng)可響應(yīng)于第一發(fā)動(dòng)機(jī)和第二發(fā)動(dòng)機(jī)兩者的劣化而在第八模式下操作，其中第一推進(jìn)器和第二推進(jìn)器中的至少一者可通過(guò)第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)和第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)中的相應(yīng)一者操作，并且其中蓄電池可向相應(yīng)至少一個(gè)電動(dòng)發(fā)電機(jī)提供電力。此外，第一發(fā)動(dòng)機(jī)和第二發(fā)動(dòng)機(jī)兩者都可以關(guān)閉。在此，蓄電池輸出可用于至少部分地補(bǔ)償來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)的功率的損失，從而使得能夠維持推進(jìn)器的操作。這樣，可維持船舶的總體性能。在另一實(shí)例中，當(dāng)確定船舶應(yīng)在無(wú)排放模式下操作時(shí)，推進(jìn)系統(tǒng)系統(tǒng)可在第八模式下操作。在此，由于發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉，所以推進(jìn)系統(tǒng)的所有操作都可以由蓄電池驅(qū)動(dòng)，直到蓄電池電量下降到閾值以下，越過(guò)該閾值可能需要對(duì)蓄電池進(jìn)行再充電。在另一實(shí)例中，推進(jìn)系統(tǒng)可在第九模式下操作，其中輔助發(fā)動(dòng)機(jī)用于通過(guò)至少操作交流發(fā)電機(jī)并且通過(guò)交流發(fā)電機(jī)和電力分配系統(tǒng)將電力從交流發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)移到附件負(fù)載而僅驅(qū)動(dòng)附件負(fù)載。在此，第一推進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)或第二推進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)可操作以至少一并驅(qū)動(dòng)第一推進(jìn)器和第二推進(jìn)器兩者。以此方式，推進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)可用于驅(qū)動(dòng)推進(jìn)電路，而輔助發(fā)動(dòng)機(jī)可用于驅(qū)動(dòng)輔助電路。在又另一實(shí)例中，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)在低負(fù)荷下操作時(shí)，推進(jìn)系統(tǒng)可在第十模式下操作，其中輔助發(fā)動(dòng)機(jī)用于驅(qū)動(dòng)附件負(fù)載(亦即，驅(qū)動(dòng)輔助回路)并且還對(duì)蓄電池充電，同時(shí)操作第一(或第二)發(fā)動(dòng)機(jī)以至少驅(qū)動(dòng)第一推進(jìn)器和第二推進(jìn)器兩者。在此，通過(guò)對(duì)蓄電池進(jìn)行點(diǎn)滴式充電，可降低蓄電池的電量消耗速度。在再另一實(shí)例中，當(dāng)確定輔助發(fā)動(dòng)機(jī)劣化時(shí)，推進(jìn)系統(tǒng)可在第十一模式下操作，其中第一(或第二)發(fā)動(dòng)機(jī)操作以至少驅(qū)動(dòng)第一
19推進(jìn)器和第二推進(jìn)器兩者以及附件負(fù)載，并且還使蓄電池放電以驅(qū)動(dòng)附件負(fù)載。以此方式， 通過(guò)重新配置推進(jìn)電路和輔助電路之間的功率，可使附件負(fù)載的操作繼續(xù)。應(yīng)該理解的是，當(dāng)動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)推進(jìn)系統(tǒng)設(shè)置時(shí)，控制器可配置成在上述多個(gè)模式中的一個(gè)或更多模式下操作推進(jìn)系統(tǒng)。由此，可以以?xún)蓚€(gè)連續(xù)模式之間的適當(dāng)時(shí)間延遲按需要以即時(shí)或非即時(shí)次序執(zhí)行上述多個(gè)模式。在一個(gè)實(shí)例中，調(diào)節(jié)可包括在第五模式(一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)兩個(gè)推進(jìn)器)下操作推進(jìn)系統(tǒng)直到充電機(jī)會(huì)上升，此時(shí)，推進(jìn)系統(tǒng)可轉(zhuǎn)入第六模式(其中可另外對(duì)蓄電池充電)。在另一實(shí)例中，推進(jìn)系統(tǒng)可在第三模式(其中對(duì)蓄電池充電)下操作直到確定發(fā)動(dòng)機(jī)劣化，推進(jìn)系統(tǒng)系統(tǒng)可響應(yīng)于該發(fā)動(dòng)機(jī)劣化轉(zhuǎn)入第七模式 (其中存儲(chǔ)在蓄電池中的電量可用于補(bǔ)償由于發(fā)動(dòng)機(jī)劣化而引起的功率下降)。應(yīng)該理解的是，對(duì)于每個(gè)調(diào)節(jié)中的一個(gè)或更多模式并且對(duì)于不同模式之間的不同時(shí)間延遲，所有其它組合也是可能的。這樣，可實(shí)現(xiàn)靈活和可重新配置的推進(jìn)系統(tǒng)，其中功率可按需在系統(tǒng)構(gòu)件之間轉(zhuǎn)移。通過(guò)將蓄電池結(jié)合到推進(jìn)系統(tǒng)中，來(lái)自蓄電池的電扭矩可用于補(bǔ)充和/或替代來(lái)自系統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)中的一個(gè)或更多的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)軸扭矩。此外，可通過(guò)響應(yīng)于諸如發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷的瞬時(shí)變化和/或發(fā)動(dòng)機(jī)劣化之類(lèi)的船舶操作狀況而重新配置一個(gè)或更多發(fā)動(dòng)機(jī)中的一個(gè)和蓄電池之間的功率分配來(lái)實(shí)現(xiàn)用于控制包括一個(gè)或更多發(fā)動(dòng)機(jī)和一個(gè)或更多推進(jìn)器的船舶的推進(jìn)系統(tǒng)的方法。通過(guò)增加從蓄電池到發(fā)動(dòng)機(jī)的功率轉(zhuǎn)移或增加從發(fā)動(dòng)機(jī)到蓄電池的功率轉(zhuǎn)移，可補(bǔ)償發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷和/或發(fā)動(dòng)機(jī)劣化狀況的此類(lèi)瞬時(shí)變化而不影響船舶的總體性能。這樣，該系統(tǒng)配置提高了系統(tǒng)可靠性和冗余，同時(shí)減少了系統(tǒng)構(gòu)件的數(shù)量。此書(shū)面描述使用了包括最佳模式在內(nèi)的實(shí)例來(lái)公開(kāi)本發(fā)明，并且還使本領(lǐng)域的任何技術(shù)人員能夠?qū)嵤┍景l(fā)明，包括制造并利用任何裝置或系統(tǒng)并且執(zhí)行任何所結(jié)合的方法。本發(fā)明可取得專(zhuān)利權(quán)的范圍通過(guò)權(quán)利要求來(lái)限定，并且可包括本領(lǐng)域技術(shù)人員想到的其它實(shí)例。如果此類(lèi)其它實(shí)例沒(méi)有不同于權(quán)利要求的字面語(yǔ)言所描述的結(jié)構(gòu)元件，或者它們包括與權(quán)利要求的字面語(yǔ)言無(wú)實(shí)質(zhì)性區(qū)別的等同結(jié)構(gòu)元件，則認(rèn)為此類(lèi)其它實(shí)例包含在權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種控制包括發(fā)動(dòng)機(jī)和推進(jìn)器的船舶的推進(jìn)系統(tǒng)的方法，所述方法包括響應(yīng)于實(shí)時(shí)船舶操作數(shù)據(jù)而獨(dú)立地調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)置和推進(jìn)器設(shè)置中的每一個(gè)，其中所述發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)置至少包括發(fā)動(dòng)機(jī)速度設(shè)置，并且其中所述推進(jìn)器設(shè)置至少包括推進(jìn)器槳距設(shè)置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，實(shí)時(shí)船舶操作數(shù)據(jù)包括推進(jìn)器扭矩、發(fā)動(dòng)機(jī)速度、推進(jìn)器速度、船舶海浪負(fù)載和船舶風(fēng)力負(fù)載。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，通過(guò)安裝在推進(jìn)器軸上的扭力計(jì)來(lái)估算推進(jìn)器扭矩。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，響應(yīng)于實(shí)時(shí)船舶操作數(shù)據(jù)而獨(dú)立地調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)和推進(jìn)器設(shè)置包括基于所述實(shí)時(shí)船舶操作數(shù)據(jù)而至少更新發(fā)動(dòng)機(jī)性能映射圖和推進(jìn)器性能映射圖，且然后分別基于更新后的發(fā)動(dòng)機(jī)性能映射圖和更新后的推進(jìn)器性能映射圖而調(diào)節(jié)所述發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)置和所述推進(jìn)器設(shè)置。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，實(shí)時(shí)船舶操作數(shù)據(jù)還包括推進(jìn)器前進(jìn)速度，并且其中至少基于更新后的性能映射圖和推進(jìn)器扭矩來(lái)估算所述推進(jìn)器前進(jìn)速度。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法還包括響應(yīng)于船舶操作模式而對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)和推進(jìn)器設(shè)置進(jìn)行偏向調(diào)節(jié)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，在船舶操作的穩(wěn)態(tài)模式期間，將發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)置和推進(jìn)器設(shè)置獨(dú)立地調(diào)節(jié)為偏向提高推進(jìn)器性能；并且在船舶加速期間，將發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)置和推進(jìn)器設(shè)置獨(dú)立地調(diào)節(jié)為偏向提高發(fā)動(dòng)機(jī)性能。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述推進(jìn)系統(tǒng)是船只推進(jìn)系統(tǒng)并且所述船舶是拖船。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括響應(yīng)于所述發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)置而調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)速度并且響應(yīng)于所述推進(jìn)器設(shè)置而調(diào)節(jié)推進(jìn)器槳距，獨(dú)立于推進(jìn)器槳距來(lái)調(diào)節(jié)所述發(fā)動(dòng)機(jī)速度。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括響應(yīng)于所述發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)置而調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)速度并且響應(yīng)于所述推進(jìn)器設(shè)置而調(diào)節(jié)推進(jìn)器扭矩，獨(dú)立于推進(jìn)器扭矩來(lái)調(diào)節(jié) >所述發(fā)動(dòng)機(jī)速度。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括響應(yīng)于所述發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)置而調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)速度并且響應(yīng)于所述推進(jìn)器設(shè)置而調(diào)節(jié)推進(jìn)器速度，獨(dú)立于推進(jìn)器速度來(lái)調(diào)節(jié)所述發(fā)動(dòng)機(jī)速度。
12.—種推進(jìn)系統(tǒng)，包括發(fā)動(dòng)機(jī)；具有推進(jìn)器軸的推進(jìn)器；安裝在所述推進(jìn)器軸上的扭力計(jì)；以及具有計(jì)算機(jī)可讀的存儲(chǔ)介質(zhì)的控制系統(tǒng)，所述存儲(chǔ)介質(zhì)中帶有代碼，所述代碼配置成響應(yīng)于包括所述扭力計(jì)的輸出數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)船舶操作數(shù)據(jù)而獨(dú)立地調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)置和推進(jìn)器設(shè)置中的每一個(gè)，至少包括發(fā)動(dòng)機(jī)速度設(shè)置和推進(jìn)器槳距設(shè)置。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其特征在于，實(shí)時(shí)船舶操作數(shù)據(jù)包括由所述扭力計(jì)估算的推進(jìn)器扭矩，其中響應(yīng)于實(shí)時(shí)船舶操作數(shù)據(jù)而獨(dú)立地調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)和推進(jìn)器設(shè)置包括基于所述實(shí)時(shí)船舶操作數(shù)據(jù)而至少更新發(fā)動(dòng)機(jī)性能映射圖和推進(jìn)器性能映射圖，然后分別基于更新后的性能映射圖和更新后的推進(jìn)器性能映射圖而調(diào)節(jié)所述發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)置和所述推進(jìn)器設(shè)置。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其特征在于，實(shí)時(shí)船舶操作數(shù)據(jù)還包括推進(jìn)器前進(jìn)速度，并且其中至少基于更新后的性能映射圖和所述推進(jìn)器扭矩來(lái)估算所述推進(jìn)器前進(jìn)速度。
15.一種控制包括發(fā)動(dòng)機(jī)和推進(jìn)器的船舶的船只推進(jìn)系統(tǒng)的方法，所述方法包括 響應(yīng)于實(shí)時(shí)船舶操作數(shù)據(jù)而調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)置；以及響應(yīng)于實(shí)時(shí)船舶操作數(shù)據(jù)而調(diào)節(jié)推進(jìn)器設(shè)置，其中所述發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)置至少包括發(fā)動(dòng)機(jī)速度設(shè)置，并且所述推進(jìn)器設(shè)置至少包括推進(jìn)器槳距設(shè)置，并且其中在船舶操作期間獨(dú)立于所述發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)調(diào)節(jié)所述推進(jìn)器。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，獨(dú)立地調(diào)節(jié)所述發(fā)動(dòng)機(jī)和所述推進(jìn)器中的每一者包括在多個(gè)模式下操作，所述多個(gè)模式包括以下模式中的至少兩個(gè)在維持發(fā)動(dòng)機(jī)速度的同時(shí)增大推進(jìn)器槳距； 在維持推進(jìn)器槳距的同時(shí)提高發(fā)動(dòng)機(jī)速度； 在降低發(fā)動(dòng)機(jī)速度的同時(shí)增大推進(jìn)器槳距； 在減小推進(jìn)器槳距的同時(shí)提高發(fā)動(dòng)機(jī)速度； 在維持發(fā)動(dòng)機(jī)速度的同時(shí)減小推進(jìn)器槳距； 在維持推進(jìn)器槳距的同時(shí)降低發(fā)動(dòng)機(jī)速度； 在減小推進(jìn)器槳距的同時(shí)降低發(fā)動(dòng)機(jī)速度；以及在增大推進(jìn)器槳距的同時(shí)提高發(fā)動(dòng)機(jī)速度，其中在不同操作狀況下執(zhí)行所述模式。
17.一種推進(jìn)系統(tǒng)，包括 第一推進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)；第二推進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)； 輔助發(fā)動(dòng)機(jī)；聯(lián)接到所述第一推進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)上的第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)； 聯(lián)接到所述第二推進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)上的第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)； 聯(lián)接到所述輔助發(fā)動(dòng)機(jī)上的交流發(fā)電機(jī)；具有第一推進(jìn)器軸的第一推進(jìn)器，所述第一推進(jìn)器軸聯(lián)接到所述第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)上； 具有第二推進(jìn)器軸的第二推進(jìn)器，所述第二推進(jìn)器軸聯(lián)接到所述第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)上； 通過(guò)電力分配系統(tǒng)聯(lián)接到所述第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)和所述第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)中的每一者和所述交流發(fā)電機(jī)上的蓄電池；以及具有計(jì)算機(jī)可讀的存儲(chǔ)介質(zhì)的控制系統(tǒng)，所述存儲(chǔ)介質(zhì)中帶有代碼，所述代碼配置成在低負(fù)荷操作期間響應(yīng)于船舶操作狀況而動(dòng)態(tài)地調(diào)節(jié)所述第一推進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)和/或所述第二推進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)以及所述第一推進(jìn)器和/或所述第二推進(jìn)器的設(shè)置，獨(dú)立于所述推進(jìn)器的操作來(lái)調(diào)節(jié)所述發(fā)動(dòng)機(jī)的操作。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)包括通過(guò)增加和/或減少所述第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)的扭矩產(chǎn)生和/或扭矩吸收而選擇性地增加和/或減少所述第一推進(jìn)器的推進(jìn)器扭矩輸出。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述輔助發(fā)動(dòng)機(jī)未機(jī)械聯(lián)接到所述第一推進(jìn)器或所述第二推進(jìn)器上。
20.根據(jù)權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)包括改變由所述第一推進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)和所述第二推進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)、輔助發(fā)動(dòng)機(jī)和蓄電池中的一個(gè)或更多產(chǎn)生的扭矩向所述第一推進(jìn)器和所述第二推進(jìn)器中的一個(gè)或更多的分配。
21.根據(jù)權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其特征在于，在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)期間，所述第一推進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)能夠由所述第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)曲柄和/或所述第二推進(jìn)器發(fā)動(dòng)機(jī)能夠由所述第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)曲柄。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括所述第一推進(jìn)器軸上的第一離合器和所述第二推進(jìn)器軸上的第二離合器，所述第一離合器配置成使所述第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)與所述第一推進(jìn)器分離，所述第二離合器配置成使所述第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)與所述第二推進(jìn)器分離，其中，在所述發(fā)動(dòng)機(jī)重新起動(dòng)期間，所述第一推進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)由所述第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)曲柄包括接合所述第一離合器，并且所述第二推進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)由所述第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)曲柄包括接合所述第二離合器。
23.根據(jù)權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)包括在至少多個(gè)模式下操作，所述多個(gè)模式包括以下模式中的至少兩個(gè)第一模式，包括操作所述第一發(fā)動(dòng)機(jī)和所述第二發(fā)動(dòng)機(jī)兩者以分別驅(qū)動(dòng)所述第一推進(jìn)器和所述第二推進(jìn)器而不對(duì)所述蓄電池充電；第二模式，包括操作所述第一發(fā)動(dòng)機(jī)和所述第二發(fā)動(dòng)機(jī)兩者以分別驅(qū)動(dòng)所述第一推進(jìn)器和所述第二推進(jìn)器而不使所述蓄電池放電以用于推進(jìn)；第三模式，包括操作所述第一發(fā)動(dòng)機(jī)和所述第二發(fā)動(dòng)機(jī)兩者以分別驅(qū)動(dòng)所述第一推進(jìn)器和所述第二推進(jìn)器，并且進(jìn)一步從所述第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)和所述第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)中的至少一者對(duì)所述蓄電池充電；第四模式，包括操作所述第一發(fā)動(dòng)機(jī)和所述第二發(fā)動(dòng)機(jī)兩者以分別驅(qū)動(dòng)所述第一推進(jìn)器和所述第二推進(jìn)器，并且進(jìn)一步通過(guò)所述蓄電池在所述第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)和所述第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)中的至少一者中產(chǎn)生扭矩；第五模式，包括僅操作所述第一發(fā)動(dòng)機(jī)以通過(guò)至少操作所述第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)并且通過(guò)所述第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)和所述電力分配系統(tǒng)將功率從所述第一發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)移到所述第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)而至少驅(qū)動(dòng)所述第一推進(jìn)器和所述第二推進(jìn)器兩者；第六模式，包括僅操作所述第一發(fā)動(dòng)機(jī)以通過(guò)至少操作所述第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)并且通過(guò)所述第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)和所述電力分配系統(tǒng)將功率從所述第一發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)移到所述第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)而至少驅(qū)動(dòng)所述第一推進(jìn)器和所述第二推進(jìn)器兩者，并且進(jìn)一步對(duì)所述蓄電池充電；第七模式，包括僅操作所述第一發(fā)動(dòng)機(jī)以通過(guò)至少操作所述第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)并且通過(guò)所述第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)和所述電力分配系統(tǒng)將功率從所述第一發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)移到所述第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)而至少驅(qū)動(dòng)所述第一推進(jìn)器和所述第二推進(jìn)器兩者，并且進(jìn)一步使所述蓄電池放電以補(bǔ)充所述第一發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出；第八模式，包括使用所述第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)和所述第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)中的至少相應(yīng)一個(gè)操作所述第一推進(jìn)器和所述第二推進(jìn)器中的至少一個(gè)，其中所述蓄電池向所述相應(yīng)的至少一個(gè)電動(dòng)發(fā)電機(jī)提供電力，并且所述第一發(fā)動(dòng)機(jī)和所述第二發(fā)動(dòng)機(jī)兩者都關(guān)閉；第九模式，包括操作所述輔助發(fā)動(dòng)機(jī)以通過(guò)至少操作所述交流發(fā)電機(jī)并且通過(guò)所述交流發(fā)電機(jī)和所述電力分配系統(tǒng)將功率從所述輔助發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)移到所述輔助負(fù)載，同時(shí)操作所述第一發(fā)動(dòng)機(jī)或所述第二發(fā)動(dòng)機(jī)以至少驅(qū)動(dòng)所述第一推進(jìn)器和所述第二推進(jìn)器兩者來(lái)驅(qū)動(dòng)附件負(fù)載；第十模式，包括僅操作所述輔助發(fā)動(dòng)機(jī)以驅(qū)動(dòng)所述附件負(fù)載并且還對(duì)所述蓄電池充電，同時(shí)操作所述第一發(fā)動(dòng)機(jī)或所述第二發(fā)動(dòng)機(jī)以至少驅(qū)動(dòng)所述第一推進(jìn)器和所述第二推進(jìn)器兩者；以及第十一模式，包括操作所述第一發(fā)動(dòng)機(jī)以至少驅(qū)動(dòng)所述第一推進(jìn)器和所述第二推進(jìn)器兩者和所述附件負(fù)載，并且還使所述蓄電池放電以驅(qū)動(dòng)所述附件負(fù)載。
24.根據(jù)權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述控制系統(tǒng)動(dòng)態(tài)地調(diào)節(jié)所述推進(jìn)系統(tǒng)的操作包括，在第一狀況期間，其中所述第一發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)歷的負(fù)載發(fā)生瞬時(shí)變化，使用所述第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)補(bǔ)充所述第一發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩輸出；以及在第二狀況期間，其中所述第一發(fā)動(dòng)機(jī)或所述第二發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)生劣化，分別使用所述第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)或所述第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)補(bǔ)充所述第一發(fā)動(dòng)機(jī)或所述第二發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩輸出。
25.根據(jù)權(quán)利要求M所述的系統(tǒng)，其特征在于，在所述第一狀況或所述第二狀況期間， 所述第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)或所述第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)由所述蓄電池和/或所述輔助發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。
全文摘要
提供了用于控制船舶(10)的推進(jìn)系統(tǒng)(100)的方法和系統(tǒng)，推進(jìn)系統(tǒng)(100)包括發(fā)動(dòng)機(jī)(102)和推進(jìn)器(104)。在一個(gè)實(shí)施例中，該方法包括響應(yīng)于實(shí)時(shí)船舶操作數(shù)據(jù)而獨(dú)立地調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)置和推進(jìn)器設(shè)置中的每一個(gè)。在另一個(gè)實(shí)施例中，推進(jìn)系統(tǒng)包括發(fā)動(dòng)機(jī)，通過(guò)推進(jìn)器軸(106)驅(qū)動(dòng)的推進(jìn)器，安裝在推進(jìn)器軸上的扭力計(jì)(107)，以及控制器(112)，控制器(112)可響應(yīng)于包括扭力計(jì)的輸出數(shù)據(jù)的由推進(jìn)系統(tǒng)推動(dòng)的船舶的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)而獨(dú)立地調(diào)節(jié)諸如發(fā)動(dòng)機(jī)速度設(shè)置和/或發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩設(shè)置的發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)置以及諸如推進(jìn)器槳距設(shè)置的推進(jìn)器設(shè)置。
文檔編號(hào)F02D29/02GK102458979SQ201080029061
公開(kāi)日2012年5月16日 申請(qǐng)日期2010年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月24日
發(fā)明者F·W·維特, J·L·戴格爾 申請(qǐng)人:通用電氣公司