CN110831851B - 水上船舶推进单元校准方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于水上船舶(1)的至少一个推进单元(106、107)的校准方法，所述至少一个推进单元(106、107)被布置成向该船舶提供推进力，所述至少一个推进单元是可调节的，以便改变所述至少一个推进单元相对于该船舶的船体(2)的相应转向角，该方法包括：‑控制(S4)所述至少一个推进单元(106、107)，以提供至少一个加速序列，其中，在每个加速序列中，该船舶被逐步地或连续地加速；‑在该加速序列期间连续地或重复地调节(S5)所述至少一个推进单元(106、107)的转向角，以在加速序列期间使该船舶的路径保持笔直；‑在该加速序列期间记录(S6)所述至少一个推进单元(106、107)的相应的多个转向角值(AA、AB)；并且‑至少部分地基于所记录的转向角值(AA、AB)来确定(S11)所述至少一个推进单元(106、107)的相应的参考转向角(AAC2、ABC2)，该参考转向角(AAC2、ABC2)使船舶(1)的实际对地航向(HA)与船舶(1)的期望对地航向(HD)的偏差最小。

Description

水上船舶推进单元校准方法
技术领域
本发明涉及一种用于水上船舶的至少一个推进单元的校准方法。本发明还涉及一种计算机程序、计算机可读介质、控制单元、船舶推进控制系统和水上船舶。
本发明不限于任何特定类型的水上船舶。相反，它可以用于任何类型和任何尺寸的水上船舶、水面船舶以及潜艇。
背景技术
在水上船舶的制造中，可能需要检查船舶的一个或多个推进单元，以便找到被假定提供该船舶的笔直行进路径的相应推进单元的中心转向角。每个中心转向角可以简单地是在相应推进单元的两个极限位置的正中间(midways)的相应角位置。可以例如用激光定位工具来找到这个位置。该中心转向角可以在船舶的游钓和/或操纵杆控制模式下的很多操作情形(例如低速操作)中辅助该船舶的控制。
从US8117890已知一种水上船舶推进单元校准方法。该方法包括以已知且对称的量改变两个推进单元的转向对准，从而识别和表征这种改变对水上船舶的操作效率的影响。
然而，仍然存在对改进已知的水上船舶推进单元校准方法的需求。
发明内容
本发明的一个目的是改进已知的水上船舶推进单元校准方法。
该目的是通过根据本发明的方法来实现的。因此，该目的是通过一种用于水上船舶的至少一个推进单元的校准方法来实现的，所述至少一个推进单元被布置成向该船舶提供推进力，所述至少一个推进单元是可调节的，以便改变所述至少一个推进单元相对于该船舶的船体的相应转向角，该方法包括：
-控制所述至少一个推进单元，以提供至少一个加速序列，其中，在每个加速序列中，该船舶被逐步地或连续地加速，
-在所述加速序列期间连续地或重复地调节所述至少一个推进单元的转向角，以在加速序列期间使该船舶的路径保持笔直，
-在加速序列期间记录所述至少一个推进单元的相应的多个转向角值，并且
-至少部分地基于所记录的转向角值来确定所述至少一个推进单元的相应的参考转向角，该参考转向角使船舶的实际对地航向(actual course over ground)与船舶的期望对地航向(desired course over ground)的偏差最小。
可以理解，所述至少一个推进单元可以布置成通过将推力传递给该船舶所漂浮的水而向该船舶提供推进力。所述至少一个推进单元的转向角可以是该推进力相对于船体的角度。
所述方法可以包括：在控制所述至少一个推进单元以提供至少一个加速序列之前，确定被假定提供该船舶的笔直行进路径的所述至少一个推进单元的相应的基本转向角。由此，相对于该基本转向角，所述参考转向角可以减小该船舶的实际对地航向与该船舶的期望对地航向的偏差。可以理解，可以假设所述至少一个推进单元的基本转向角在笔直行进时提供了该船舶的实际对地航向，该实际对地航向与该船舶的期望对地航向相同。如所建议的，基本转向角可以简单地是在相应的推进单元的两个极限位置的正中间的角位置。然而，由于诸如船舶的非对称性的多种情形，例如在重量分布或船舶几何形状、来自船舶龙骨的“船舵效应”和船舶船体的结垢方面，基本转向角可能无法提供船舶的笔直行进路径。
在该方法包括不止一个加速序列的情况下，该船舶可以在所有序列中被连续地加速或者在所有序列中被逐步地加速。在一些实施例中，在该方法包括不止一个加速序列的情况下，该船舶可以在一个或多个序列中被连续地加速，并且可以在一个或多个序列中被逐步地加速。
所述加速序列可以包括船舶的容量的所有船舶速度。即，所述加速序列可以包括将船舶从零速度加速到最大速度。然而，可替代地，所述加速序列可以包括从零速度到最大速度的区间的一部分。例如，所述加速序列可以包括将船舶从零速度加速到与船舶的滑行操作模式的过渡区。作为另一实例，所述加速序列可以包括将船舶从该船舶的滑行操作模式加速到该船舶的巡航速度或最大速度。
不管加速序列包括连续的加速还是逐步的加速，对所述至少一个推进单元的转向角的调节都可以连续地或重复地进行。在重复地进行转向角的调节的情况下，转向角可以被改变，并且在再次改变之前保持恒定。
可以由自动驾驶仪或由人经由诸如方向盘的用户控制设备进行转向角的调节，以使船舶的路径保持笔直。
在前进方向相同的不同速度下，船舶可能受到不同大小的侧向力。例如，在船舶能够滑行(planing)的情况下，例如，由于不同体积的船舶船体被淹没在水中，由于水流引起的侧向力在滑行行进时可能与位移行进时不同。所述加速序列、转向角的调节和转向角的记录提供了以最佳方式选择参考转向角。参考转向角可以在船舶的加速期间最小化实际对地航向的变化。通过收集整个加速序列期间的转向角，可以考虑在不同速度下由水流和风引起的侧向力的差异。
本发明提供了一种用于执行对船舶推进单元的校准的方法，该方法可以以少量的工时(man hours)来提供高水平的准确性。此方法在驾驶船舶时执行，且不需要该船舶保持出水。与已知的解决方案(例如使用激光定位工具等)相比，在执行该方法时，该方法不依赖于可视接触。此外，该方法不需要任何水平的技艺。该方法可以用于新船舶制造，以及在涉及更换或重新安装至少一个推进单元中的一个或多个推进单元或其一部分的服务和维修过程期间使用。
每个推进单元可以包括至少一个推进器。该方法有利地在所述至少一个推进单元是吊舱驱动器或船尾驱动器的情况下使用。由此，每个推进单元可以具有单个推进器或可以反向旋转的两个推进器。然而，该方法也可以用于其它类型的推进单元，例如喷水器、以及推进器和船舵的组合。该方法可以在船舶包括多个推进单元的情况下使用，并且也可以在船舶包括单个推进单元的情况下使用。
优选地，通过对所记录的转向角值的统计处理来确定相应的参考转向角。该方法可以包括在所述加速序列期间重复地或连续地记录该船舶的实际对地航向的变化。实际对地航向的变化可能是加速和转向角调节的结果。确定相应的参考转向角可以包括：根据在记录相应的转向角值时与该船舶的笔直路径的相应偏差，对所记录的转向角值进行加权(weighting)。
因此，可以使用统计算法来确定相应的参考转向角。如所建议的，由于水流和/或风而引起的侧向力或漂移可能在船舶的不同速度下变化。原因可能是漂移取决于位移，而位移根据船舶速度而变化。因此，本发明的实施例除了提供一个或多个加速序列之外，还提供一种统计测试方案，其允许提供一种参考转向角，该参考转向角使船舶速度的变化对漂移的影响最小。
优选地，该方法包括选择第一对地航向，并且在第一加速序列期间连续地或重复地调节所述至少一个推进单元的转向角，以将该船舶的实际对地航向与第一对地航向对准。因此，在该加速序列期间，对地航向可以是恒定的。由此，该方法将易于实现。在可替代实施例中，所述期望对地航向可以在加速序列期间改变。所述期望对地航向的改变可以是控制单元的结果，该控制单元被布置成控制转向角，被编程为使船舶保持直线行进。由此，船舶转弯可能导致与第一对地航向的偏差，并且可以进行转向角调节以拉直船舶的路径，从而提供新的对地航向。
优选地，该方法包括：选择不同于第一对地航向的第二对地航向，并且在第二加速序列期间连续地或重复地调节所述至少一个推进单元的转向角，以将该船舶的实际对地航向与第二对地航向对准。
因此，该方法可以包括对地航向不同的多个加速序列。由此，可以针对水流和风的不同方向获得转向角记录。这允许对所记录的转向角值进行统计处理，以达到用于确定参考转向角的、更高水平的准确性。
优选地，在该水上船舶包括第一推进单元和第二推进单元的情况下，该方法包括：在所述至少一个加速序列中的至少一个期间，连续地或重复地调节第一推进单元和第二推进单元的转向角的差异。为此，转向角可以是单独可控的。第一推进单元和第二推进单元的转向角的差异可以是推进单元的转向角的相互关系。为了在加速序列期间使船舶的路径保持笔直，对推进单元的转向角的调节可以至少部分地通过对转向角差异的调节来完成。由此，除了将参考转向角确定为使在船舶的加速期间实际对地航向的变化最小之外，还能够避免转向角的差异，该差异例如通过提供对船舶的推进无贡献的反作用推力而降低船舶的性能。
优选地，该方法包括：在所述至少一个加速序列中的所述至少一个期间，记录取决于所述转向角差异的操作参数的多个值，其中，部分地基于所记录的操作参数值来确定相应的参考转向角。确定相应的参考转向角可以包括：比较在不同的转向角差异下记录的操作参数值。
确定相应的参考转向角可以包括：比较在不同的时间点、在不同的转向角差异下和在基本相同的相应船舶速度下记录的操作参数值。因此，该操作参数可以是船舶加速度、被布置成驱动第一和/或第二推进单元的内燃发动机的转速，或者是指示船舶加速度的参数或发动机转速的参数。指示船舶加速度的参数的实例可以是船舶速度，其中基于速度的变化来确定加速度。指示发动机转速的参数的实例可以是在发动机和相应的推进单元之间的传动系的一部分(例如轴)的转速。
由此，通过最小化所述推进单元的任何反作用推力分量，可以利用使推进单元的效率最大化的转向角差异来选择参考转向角。通过比较例如当在船舶速度基本相同时的不同时间点处记录的船舶加速度或发动机转速，提供了一种确定有效的转向角差异的有利方式。最大有效的转向角差异可以使船舶的加速度最大化。使推进单元的效率最大化的转向角差异可以使得推进单元是基本平行的。然而，在一些实施例中，例如由于船舶的船体的几何形状，使推进单元的效率最大化并因此使船舶的加速度最大化的转向角差异可以使得推进单元是不平行的。
在一些实施例中，可以在相同的加速序列期间记录所比较的操作参数值。例如，这可以在具有相对慢的加速度的船舶(例如大而重的船只或轮船)中完成，因为在进行记录的时间点处的船舶速度之间的差异可能相对小。
在一些实施例中，确定相应的参考转向角包括比较操作参数值，这些操作参数值是在不同的时间点、在不同的转向角差异下和在被布置成驱动第一和/或第二推进单元的内燃发动机或传动系部分(例如传动系轴)的基本相同的相应转速下记录的。由此，该操作参数可以是船舶速度或者是指示船舶速度的参数。通过比较在发动机或传动系部分转速相同的不同时间点处记录的船舶速度或指示船舶速度的参数，提供了确定有效的转向角差异的可替代方式。
在一些实施例中，该方法包括选择用于第一加速序列的第一对地航向和用于第二加速序列的第二对地航向，其中，确定相应的参考转向角包括比较在第一和第二加速序列中的相应加速序列处记录的操作参数值。由此，在第一和第二加速序列中的相应加速序列处记录的操作参数值可以是在基本相同的相应船舶速度下记录的。因此，可以在不同的加速序列期间记录所比较的操作参数值。例如，这可以在具有相对高的加速度的船舶(例如动力船)中完成。
在一些实施例中，在第一和第二加速序列中的相应加速序列处记录的所述操作参数值是在被布置成驱动第一和/或第二推进单元的内燃发动机或传动系部分的基本相同的相应转速下记录的。如以上所建议的，由此，该操作参数可以是船舶速度，或者是指示船舶速度的参数。由此，例如对于该船舶呈现相对高的加速度的情况，提供了一种有利的替代方案。
优选地，所述操作参数值中的至少一些操作参数值中的每一个均与所述转向角值中的至少一些转向角值中的相应一个转向角值的记录基本同时地被记录。由此，可以获得所记录的操作参数值与所记录的转向角值之间的有利的相关性。这可以提高确定参考转向角的准确性。
优选地，确定相应的参考转向角包括：根据与相应的转向角值的记录基本同时地记录的相应的操作参数值，对转向角值进行加权。由此，可以获得最佳参考转向角的可靠统计选择。
如所建议的，可以由自动驾驶仪或者由人经由诸如方向盘的用户控制设备来完成对转向角的调节以使船舶的路径保持笔直。对第一推进单元和第二推进单元的转向角的差异的调节可以由被布置成控制转向角的控制单元完成。
在一些实施例中，该方法包括至少部分地基于所记录的转向角值来确定所述至少一个推进单元的多个相应的参考转向角，这些参考转向角在船舶的相应速度下使船舶的实际对地航向与船舶的期望对地航向的偏差最小化。在一些实施例中，参考速度角可以形成将相应的参考转向角映射到船舶速度的连续函数的一部分。在一些实施例中，对于每个推进单元，可以存在有限数量的参考转向角，每个参考转向角被映射到相应的船舶速度区间。例如，对于低于船舶的滑行操作模式的速度，可以存在第一参考转向角，并且对于在滑行操作模式中的速度，可以存在第二参考转向角。
应当理解，在该水上船舶包括第一推进单元和第二推进单元的情况下，对于多个船舶速度中的每一个，所述多个相应的参考转向角可以为第一推进单元和第二推进单元提供成对的参考转向角。因此，应当理解，转向角差异可以取决于船舶速度。
该目的还通过根据本发明的计算机程序、算机可读介质、控制单元、船舶推进控制系统或水上船舶来实现。
在以下描述中公开了本发明的其它优点和有利特征。
附图说明
参考附图，以下是作为实例引用的本发明的实施例的更详细描述。在这些图中：
图1是水上船舶的透视图。
图2是从下方看到的图1中的船舶的视图，其中示意性地示出了船舶推进控制系统的一些部件。
图3是从船舶的船尾后方看到的图1中的船舶的视图。
图4是从下方看到的图1中的船舶的视图，其中，箭头指示了推进单元转向角的方向和船舶的对地航向。
图5是描绘了在图1的船舶中执行的方法中的步骤的框图。
图6示出了具有在图5中的方法的执行期间存储在船舶推进控制系统中的参数的表。
图7是其中执行根据本发明的可替代实施例的方法的水上船舶的透视图。
图8是描绘了在图7的船舶中执行的方法中的步骤的框图。
图9示出了根据本发明的又一实施例的将参考转向角映射(mapping)到船舶速度的图。
具体实施方式
图1示出了具有船首3和船尾4的、动力船形式的水上船舶1。通常，根据本发明构思的实施例的船舶推进控制系统可以用于任何类型的水面船舶中，例如大型商用轮船、用于运送货物和/或人员的船、休闲船或另一种类型的水上船舶。
该水上船舶包括第一推进单元106和第二推进单元107。推进单元106、107从水上船舶1的船体2的下侧突出。在本实例中，第一推进单元106和第二推进单元107分别是吊舱驱动器(pod drives)。每个推进单元106、107被布置成将推力传递到船舶1所漂浮的水，从而向该船舶提供推进力。为此，在本实例中，每个推进单元106、107均包括两个同轴且反向旋转的推进器。应当注意，本发明同样适用于其它类型的推进单元，例如船尾驱动器、固定推进器和船舵的组合，或舷外发动机。
图2示出了从下方看到的船1。船体是V型船体，并且龙骨201沿着船体的纵向中心线CL延伸。
对推进单元106、107的控制由船舶推进控制系统9执行。该控制系统包括控制单元10，该控制单元10可以设置为一个物理单元，或者被布置成彼此之间发送和接收控制信号的多个物理单元。控制单元10可以包括诸如CPU或其它处理设备的计算装置和诸如半导体存储部分(例如RAM或ROM)的存储装置，或者诸如硬盘或闪存的存储设备。所述存储部分能够存储用于解释输入命令并产生用于控制推进单元106、107的控制命令的各种设置和程序或方案。
该船舶中设置有两个内燃发动机206、207，每个内燃发动机被布置成经由相应的传动系驱动推进单元106、107中的相应一个推进单元的推进器。所述传动系中的每一个均可以包括一个或多个轴和一个或多个齿轮组。发动机206、207的输出扭矩能够由控制单元10单独地控制。由此，推进单元106、107的推力传递水平是独立可控的。在可替代实施例中，所述推进器例如可以由电动机驱动。
可由控制单元10控制的两个转向致动器306、307被布置成使推进单元106、107中的相应的推进单元围绕相应的转向轴线相对于船体2旋转，所述转向轴线可以是大致竖直的。因此，推进单元106、107是可调节的，以便单独地改变这些推进单元相对于船体2的相应的转向角。转向致动器306、307可以包括例如液压缸或电动机。
以开关的形式提供了用户命令输入设备(未示出)，该开关被布置成由用户操纵，以便选择性地启用自动驾驶仪11。自动驾驶仪11被布置成从用户接收关于期望对地航向的输入命令，并且使用来自全球定位系统(GPS)的信号将信号提供到控制单元10，用于调节推进单元106、107的转向角。因此，控制单元10被布置成调节推进单元106、107的转向角，以使船舶的实际对地航向与期望对地航向对准。
另外，控制单元10被布置成例如在前进档、倒档和空档之间选择推进单元的档位。
该控制系统还包括用户命令输入设备，该用户命令输入设备包括方向盘13和推力调节器15。控制单元10被布置成从用户命令输入设备13、15接收控制信号。
因此，控制单元10可以通过对所述推进单元中的每一个推进单元单独地控制档位选择、所传递的推力和转向角来控制所述推进单元的操作。这些受控操作至少部分地基于来自自动驾驶仪11和用户命令输入设备13、15的输入命令。
该控制系统中的控制信号可以通过通信线路发送或者以无线方式发送。
下面将描述用于推进单元106、107的转向角的校准方法的实施例。由于各种原因，可能需要这种校准。例如，生产的船通常不是完全对称的。例如，可能与推进单元的预期对称位置有偏差。例如，推进单元106、107离船尾4的距离(如图2中用双箭头D1和D2指示的)可能是不同的。
此外，如图3中用双箭头D3和D4指示的，推进单元106、107离龙骨201的距离可能是不同的。另外，船1的重量分布可能相对于中心线CL是不对称的。而且，如下文所讨论的，所述推进单元的中心位置可能从船体中心线CL以不同的角度偏离。
参考图4。用于第一推进单元106的转向角用箭头AA指示，并且用于第二推进单元107的转向角用箭头AB指示。在本实例中，转向角AA、AB是各个推进单元的推进器旋转轴线相对于船体中心线CL的角度。
用箭头HA指示该船舶的实际对地航向。由于多种原因，例如，由于上文所例示的不对称、水流或风，实际对地航向HA可能相对于船体中心线CL成非零角度。
还参考图5。该方法包括确定S1被假定提供该船舶的笔直行进路径的推力单元106、107的相应的基本转向角AAC1、ABC1。基本转向角AAC1、ABC1形成用于推进单元的起始中心位置。每个基本转向角AAC1、ABC1均可以简单地是在相应推进单元的两个极限位置的正中间的相应角位置。这种确定例如可以在船舶的生产线的末端处完成。
如图6中的表所指示的，基本转向角AAC1、ABC1被存储在控制单元10的存储装置中。如下所述，基本转向角被更新为参考转向角，并且在图6中，该方法中使用的基本转向角和参考转向角共同地由AAC和ABC表示。
对于该校准方法的其余部分，将船舶1置于S2水中。自动驾驶仪11选择S3第一对地航向HD1作为期望对地航向HD。随后，船舶1以第一对地航向在低速下转向。启动S4第一加速序列，在该第一加速序列中，推进单元106、107的推力连续增加，使得该船舶逐渐增大其速度。如图6中指示的，控制单元记录第一加速序列开始时的时间点(在本实例中被表示为t1)。
该船舶的实际对地航向HA由自动驾驶仪11并且由控制单元10连续地记录。随着船舶速度的增加，连续地或重复地调节S5推进单元106、107的转向角，以将该船舶的实际对地航向HA与第一对地航向HD1对准。由此，在第一加速序列期间，推进单元106、107的转向角被调节，以使该船舶的路径保持笔直。
对推进单元106、107的调节S5包括调节第一推进单元106和第二推进单元107的转向角的差异DA(如图4中指示的)。由此，调节推进单元106、107的转向角以在所述加速序列期间使该船舶的路径保持笔直是至少部分地通过调节转向角差异DA来完成的。
例如，当检测到实际对地航向HA与第一对地航向HD1的偏差时，可以调节第一推进单元106的转向角，以便将实际对地航向与第一对地航向HD1对准，同时第二推进单元107的转向角保持恒定。当检测到实际对地航向HA与第一对地航向HD1的后续偏差时，可以调节第二推进单元107的转向角，以便将实际对地航向与第一对地航向HD1对准，同时第一推进单元106的转向角保持恒定。因此，控制单元10可以被编程为执行一系列的转向角调节，从而确保在所述加速序列期间改变转向角差异DA。
在所述加速序列期间，如图6中指示的，记录S6推进单元106、107的相应的多个转向角值AA、AB。如图6中指示的，还记录了转向角值AA、AB被记录时的时间点t2、t3……。
另外，在每个所述时间点t2、t3……处，记录S6转向角差异DA。另外，在每个所述时间点t2、t3……处，记录S6取决于转向角差异DA的操作参数的值ACC。在本实施例中，该操作参数是船舶加速度ACC。在其它实施例中，一些其它合适的参数可以形成在该方法的执行期间记录的操作参数，例如发动机206、207中的一个或二者的转速，或者指示船舶加速度或发动机转速的参数。
当第一加速序列结束时，在本实例中，当达到船舶1的最高速度时，自动驾驶仪11选择S7第二对地航向HD2作为期望对地航向HD。第二对地航向HD2与第一对地航向HD1相差180度。可替代地，第一对地航向和第二对地航向可以相差某个其它角度，例如90度或120度。
随后，启动S8第二加速序列。如图6中指示的，控制单元记录第二加速序列开始时的时间点(在本实例中被表示为T)。
类似于第一加速序列，随着船舶速度的增加，连续地或重复地调节S9推进单元106、107的转向角，以将该船舶的实际对地航向HA与第二对地航向HD2对准。而且，类似于第一加速序列，对推进单元106、107的调节S9包括调节第一推进单元106和第二推进单元107的转向角的差异DA(如图4中指示的)。
在第二加速序列期间，记录S10推进单元转向角AA、AB、转向角差异DA和船舶加速度ACC。而且，记录S10了转向角AA、AB、转向角差异DA和船舶加速度ACC被记录时的时间点T+1、T+2……。
当第二加速序列结束时，基于在第一加速序列和第二加速序列期间记录的推进单元转向角AA、AB、转向角差异DA和船舶加速度ACC来确定S11推进单元的参考转向角AAC2、ABC2。
确定S11相应的参考转向角AAC2、ABC2包括对所记录的转向角值AA、AB的统计处理。更具体地，确定相应的参考转向角AAC2、ABC2包括：根据在记录相应的转向角值AA、AB时与船舶的笔直路径的相应偏差，对所记录的转向角值AA、AB进行加权。与船舶的笔直路径的偏差被计算为所记录的相应的实际对地航向HA与期望对地航向HD之间的差异。由此，可以确定参考转向角AAC2、ABC2，从而相对于基本转向角AAC1、ABC1来减小实际对地航向HA与期望对地航向HD的偏差。
确定相应的参考转向角AAC2、ABC2还包括：根据相应的加速度值ACC对转向角值AA、AB进行加权。更具体地，比较在不同的时间点t处记录的加速度值ACC，在该时间点t处，船舶速度基本相同。所比较的加速度值ACC可以分别已经在第一加速序列和第二加速序列处被记录。在不同的转向角差异DA下记录所比较的加速度值ACC。由此，可以确定参考转向角AAC2、ABC2，以提供转向角差异DA，该转向角差异DA提供在船舶的整个速度范围内的加速度，所提供的该加速度平均高于在其它转向角差异DA下提供的加速度。
在可替代实施例中，代替连续加速，所述加速序列中的一个或多个可以包括逐步加速。这种加速序列可以呈现重复的船舶加速以及具有恒定速度的中间间隔。
在上文参考图5和图6描述的实施例中，在两个加速序列之后确定参考转向角AAC2、ABC2。可替代地，可以在多于两个的加速序列之后确定参考转向角AAC2、ABC2。例如，该方法可以包括具有相隔120度的、相应的期望对地航向的三个加速序列。在进一步的可替代方案中，可以仅在一个加速序列之后确定参考转向角AAC2、ABC2。
在可替代实施例中，用于确定相应的参考转向角AAC2、ABC2的操作参数可以是船舶速度，或者是指示船舶速度的参数。由此，对参考转向角的确定可以包括：比较在不同的时间点t、在不同的转向角差异DA下和在一个或两个发动机的基本相同的相应转速下记录的船舶速度值。
本发明适用于具有任何数量的推进单元的水上船舶。图7示出了动力船形式的船舶1，其具有船尾驱动器106形式的单个推进单元。该船舶设置有船舶推进控制系统9，其类似于上文参考图2描述的船舶推进控制系统，但是用于被布置成由单个发动机驱动的单个推进单元。
还参考图8。用于该推进单元的校准方法包括确定S1推进单元106的相应的基本转向角。将船舶1置于S2水中。该船舶的自动驾驶仪选择S3第一对地航向HD1作为期望对地航向HD。随后，启动S4第一加速序列，在该第一加速序列中，推进单元106的推力连续地增加。该船舶的实际对地航向由自动驾驶仪并且由控制单元10连续地记录。随着船舶速度的增加，连续地或重复地调节S5推进单元106的转向角，以将该船舶的实际对地航向与第一对地航向对准。在该加速序列期间，记录S6推进单元106的多个转向角值。当第一加速序列结束时，基于所记录的推进单元转向角来确定S11该推进单元的参考转向角。对基准转向角的确定S11包括：根据在记录相应的转向角值时与该船舶的笔直行进路径的相应偏差，对所记录的转向角值进行加权。
将参考图9来描述本发明的又一实施例。类似于上文参考图1-6描述的实施例，该方法包括：执行第一加速序列和第二加速序列，并且在这些加速序列期间，连续地记录该船舶的实际对地航向HA，连续地或重复地调节推进单元106、107的转向角以将实际对地航向HA与所选择的对地航向对准，并且记录推进单元106、107的相应的多个转向角值AA、AB。
参考图9，将描述对第一推进单元106的参考转向角AAC的确定。对第二推进单元107的参考转向角ABC的确定可以以相同的方式进行。基于在图9中用点表示的、所记录的第一推进单元转向角值AA，以曲线的形式来确定无限数量的参考转向角AAC，从而将参考转向角AAC映射到相应的船舶速度VS。可以通过对所记录的转向角值AA的曲线拟合算法来确定参考转向角。可以注意到，在本实例中，用于参考转向角AAC的该曲线在该船舶的滑行模式速度区间(planing mode speed interval)的下端VSP正下方的速度区域中比其它地方呈现更大的变化。该速度区域可以包括从位移模式(displacement travel)到滑行模式的过渡。
应当理解，本发明不限于在上文中描述并在附图中示出的实施例；而是，本领域技术人员将认识到，可以在本发明的范围内做出许多修改和变型。

Claims (26)

1.一种用于水上船舶(1)的至少一个推进单元(106、107)的校准方法，所述至少一个推进单元(106、107)被布置成向所述船舶提供推进力，所述至少一个推进单元是可调节的，以便改变所述至少一个推进单元相对于所述船舶的船体(2)的相应转向角，所述方法的特征在于：
-控制所述至少一个推进单元(106、107)，以提供至少一个加速序列，其中，在每个加速序列中，所述船舶被逐步地或连续地加速，
-在所述加速序列期间连续地或重复地调节所述至少一个推进单元(106、107)的转向角，以在所述加速序列期间使所述船舶的路径保持笔直，
-在所述加速序列期间记录所述至少一个推进单元(106、107)的相应的多个转向角值(AA、AB)，并且
-至少部分地基于所记录的转向角值(AA、AB)来确定所述至少一个推进单元(106、107)的相应的参考转向角(AAC2、ABC2)，所述参考转向角(AAC2、ABC2)使所述船舶(1)的实际对地航向(HA)与所述船舶(1)的期望对地航向(HD)的偏差最小。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述至少一个推进单元(106、107)是吊舱驱动器或船尾驱动器。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，通过对所记录的转向角值(AA、AB)的统计处理来确定所述相应的参考转向角(AAC2、ABC2)。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在所述加速序列期间，重复地或连续地记录所述船舶的所述实际对地航向(HA)的变化。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，确定所述相应的参考转向角(AAC2、ABC2)包括：根据在记录相应的转向角值(AA、AB)时与所述船舶的笔直路径的相应偏差，对所记录的转向角值(AA、AB)进行加权。
6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，选择第一对地航向(HD1)，并且在第一加速序列期间连续地或重复地调节所述至少一个推进单元(106、107)的转向角，以将所述船舶的所述实际对地航向(HA)与所述第一对地航向(HD1)对准。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，选择不同于所述第一对地航向的第二对地航向(HD2)，并且在第二加速序列期间连续地或重复地调节所述至少一个推进单元(106、107)的转向角，以将所述船舶的所述实际对地航向(HA)与所述第二对地航向(HD2)对准。
8.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述水上船舶包括第一推进单元(106)和第二推进单元(107)，其特征在于，在所述至少一个加速序列中的至少一个期间，连续地或重复地调节所述第一推进单元(106)和所述第二推进单元(107)的转向角的差异(DA)。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，为了在所述加速序列期间使所述船舶的路径保持笔直而对所述推进单元(106、107)的转向角的调节至少部分地通过对转向角差异(DA)的调节来完成。
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，在所述至少一个加速序列中的所述至少一个期间，记录取决于转向角差异(DA)的操作参数的多个值(ACC)，其中，部分地基于所记录的操作参数值(ACC)来确定所述相应的参考转向角(AAC2、ABC2)。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，确定所述相应的参考转向角(AAC2、ABC2)包括：比较在不同的转向角差异(DA)下记录的所述操作参数值(ACC)。
12.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，确定所述相应的参考转向角(AAC2、ABC2)包括：比较在不同的时间点(t)、在不同的转向角差异(DA)下和在基本相同的相应船舶速度下记录的操作参数值(ACC)。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述操作参数是船舶加速度(ACC)、被布置成驱动所述第一推进单元(106)和/或所述第二推进单元(107)的内燃发动机的转速、或者是指示船舶加速度或发动机转速的参数。
14.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，确定所述相应的参考转向角(AAC2、ABC2)包括：比较在不同的时间点(t)、在不同的转向角差异(DA)下和在被布置成驱动所述第一推进单元(106)和/或所述第二推进单元(107)的内燃发动机或传动系部分的基本相同的相应转速下记录的操作参数值(ACC)。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述操作参数是船舶速度，或者是指示船舶速度的参数。
16.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，选择用于第一加速序列的第一对地航向(HD1)和用于第二加速序列的第二对地航向(HD2)，其中，确定所述相应的参考转向角(AAC2、ABC2)包括：比较在所述第一加速序列和所述第二加速序列中的相应加速序列处记录的操作参数值(ACC)。
17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，在所述第一加速序列和所述第二加速序列中的相应加速序列处记录的所述操作参数值(ACC)是在基本相同的相应船舶速度下记录的。
18.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，在所述第一加速序列和所述第二加速序列中的相应加速序列处记录的所述操作参数值(ACC)是在被布置成驱动所述第一推进单元(106)和/或所述第二推进单元(107)的内燃发动机或传动系部分的基本相同的相应转速下记录的。
19.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述操作参数值(ACC)中的至少一些操作参数值中的每一个均与所述转向角值(AA、AB)中的至少一些转向角值中的相应一个转向角值的记录基本同时地被记录。
20.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，确定所述相应的参考转向角(AAC2、ABC2)包括：根据与相应的转向角值(AA、AB)的记录基本同时地记录的相应的操作参数值(ACC)，对所述转向角值(AA、AB)进行加权。
21.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，至少部分地基于所记录的转向角值(AA、AB)来确定所述至少一个推进单元(106、107)的多个相应的参考转向角(AAC2、ABC2)，所述参考转向角(AAC2、ABC2)在所述船舶的相应速度下使所述船舶(1)的实际对地航向(HA)与所述船舶(1)的期望对地航向(HD)的偏差最小化。
22.一种计算机程序，其包括程序代码组件，所述程序代码组件用于当所述计算机程序在计算机上运行时执行前述权利要求中的任一项所述的方法的步骤。
23.一种携载计算机程序的计算机可读介质，所述计算机程序包括程序代码组件，所述程序代码组件用于当所述计算机程序在计算机上运行时执行权利要求1-21中的任一项所述的方法的步骤。
24.一种控制单元，所述控制单元被配置成执行根据权利要求1-21中的任一项所述的方法的步骤。
25.一种船舶推进控制系统，其包括根据权利要求24所述的控制单元。
26.一种水上船舶(1)，其包括根据权利要求25所述的船舶推进控制系统。
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