DE19654511A1 - Verfahren zum automatischen Begrenzen der Zentrifugalbeschleunigung eines Wasserfahrzeuges - Google Patents

Verfahren zum automatischen Begrenzen der Zentrifugalbeschleunigung eines Wasserfahrzeuges

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B63H25/00Steering; Slowing-down otherwise than by use of propulsive elements; Dynamic anchoring, i.e. positioning vessels by means of main or auxiliary propulsive elements
    • B63H25/02Initiating means for steering, for slowing down, otherwise than by use of propulsive elements, or for dynamic anchoring
    • B63H25/04Initiating means for steering, for slowing down, otherwise than by use of propulsive elements, or for dynamic anchoring automatic, e.g. reacting to compass

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum automatischen Begrenzen der Zentrifugalbeschleunigung eines Wasserfahrzeuges gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
1. Allgemeines
Bei dem Betrieb von Wasserfahrzeugen wie Schiffen ergeben sich bei Kurvenfahrt Zentrifugalbeschleunigungen, das heißt Querbeschleunigungen senkrecht zur Fahrtrichtung, welche eine unzulässige Belastung für Passagiere, Besatzung und Ladung bedeuten können. Diese überhöhten Querbeschleunigungen werden in der Praxis dadurch vermieden, daß entweder eine maximale Drehgeschwindigkeit des Schiffes oder eine maximale Ruderlage nicht überschritten wird. Diese kann entweder manuell, durch visuelle Kontrolle der Drehgeschwindigkeit gegen einen Maximalwert beziehungsweise visuelle Kontrolle der Ruderlage gegen einen Maximalwert, oder automatisch, durch einen Kursautomaten (üblicherweise als Autopilot bezeichnet), durch Begrenzung auf eine maximale Drehgeschwindigkeit oder eine maximale Ruderlage, erfolgen.
Durch den Einsatz von Hochgeschwindigkeitsschiffen als Passagier- und Autofähren tritt, bedingt durch die höheren Betriebsgeschwindigkeiten, vermehrt das Problem unzulässiger Zentrifugalbeschleunigungen auf. Als Reaktion hierauf schreibt die International Maritime Organization (IMO) in dem Safety Code for High Speed Crafts ein Gerät vor, welches bei Erreichen einer maximal zulässigen Drehgeschwindigkeit ein Warnsignal auslöst.
Wie im folgenden erklärt wird, ist die maximal zulässige Drehgeschwindigkeit allerdings abhängig von der Schiffsgeschwindigkeit, so daß die maximal zulässige Drehgeschwindigkeit ständig verändert werden muß.
2. Physikalische Zusammenhänge
Für die Berechnung der Zentrifugalbeschleunigung gilt der nachfolgende Zusammenhang.
Mit
v = Fahrtgeschwindigkeit
d = Drehgeschwindigkeit
a = Zentrifugalbeschleunigung
folgt
a = d mal v (1).
3. Problem und Lösung
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, ein Verfahren zum Begrenzen der Zentrifugalbeschleunigung eines Wasserfahrzeuges mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruches 1 so auszugestalten, daß eine automatische Begrenzung auf einen zulässigen Maximalwert in Abhängigkeit von der Fahrtgeschwindigkeit erfolgt.
Das Problem wird bei einem Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.
Hierbei dient das Produkt Fahrtgeschwindigkeit mal Drehgeschwindigkeit des Wasserfahrzeuges als Maß für die Zentrifugalbeschleunigung. Dieses Produkt wird in einem Rechner ermittelt, mit einem gespeicherten Bezugswert, der je nach Fahrzeugtyp unterschiedlich sein kann, verglichen und ein entsprechendes Vergleichssignal erzeugt. Dieses Vergleichssignal kann entweder den Ruderausschlag bei einer Kursänderung gegenüber dem vorhergehenden Kurs und damit die Drehgeschwindigkeit verringern, oder es kann die Fahrtgeschwindigkeit entsprechend verringern. Derartige Steuerungseingriffe sind insbesondere dann vorgesehen, wenn das erwähnte Produkt Fahrtgeschwindigkeit mal Drehgeschwindigkeit den erwähnten gespeicherten Bezugswert übersteigt, d. h., daß die zulässige Zentrifugalbeschleunigung überschritten ist.
Die Drehgeschwindigkeit des Wasserfahrzeuges bei Änderung des Kurses, d. h. bei einer Kurvenfahrt, kann auf verschiedene Weise ermittelt werden, so über einen Kreiselkompaß oder einen Magnetkompaß bei anschließender Differentiation der Kursinformation, durch direktes Messen mit Hilfe eines Wendekreisels, oder andere Methoden.
Die Fahrtgeschwindigkeit des Wasserfahrzeuges kann beispielsweise durch eine Messung mit Hilfe eines elektromagnetischen Log oder eines Doppler-Log erfolgen. Sie kann aber auch mit Hilfe eines Satelliten-gestützten Positionsempfängers ermittelt werden, der gemäß der englischen Bezeichnung Global Position System in der Regel mit GPS abgekürzt wird.
Aus der vorgegebenen maximal zulässigen Zentrifugalbeschleunigung und der festgestellten oder bekannten Schiffsgeschwindigkeit läßt sich die maximal zulässige Drehgeschwindigkeit des Wasserfahrzeuges berechnen und als Führungsgröße dem Regelkreis des Kursreglers zuführen.
Eine Sollkursänderung durch den Benutzer erzeugt vorzugsweise ein entsprechendes Kursänderungssignal pro Zeiteinheit, das einem Integrator zugeführt wird. Dieses Eingangssignal erzeugt im Integrator so lange ein entsprechendes Ausgangssignal in Form eines Regelsignales für die maximale Drehgeschwindigkeit in Abhängigkeit von der Fahrtgeschwindigkeit, die der entsprechenden maximal zulässigen Zentrifugalbeschleunigung entspricht, bis das Eingangssignal des Integrators, nämlich das Sollkursänderungssignal pro Zeiteinheit, bei Erreichen des gewünschten neuen (geradlinigen) Sollkurses zu Null wird.
Wählt man eine Soll-Drehgeschwindigkeit des Wasserfahrzeuges vor, und vergleicht die momentane Drehgeschwindigkeit mit einer gespeicherten maximal zulässigen Drehgeschwindigkeit, so kann bei Überschreiten derselben die vorgewählte Soll-Drehgeschwindigkeit auf die maximal zulässige Drehgeschwindigkeit reduziert werden.
Vorzugsweise kann dann gleichzeitig ein Warnsignal erzeugt werden. Dadurch wird beispielsweise ermöglicht, die Fahrtgeschwindigkeit so zu reduzieren, daß die vorgewählte Drehgeschwindigkeit anschließend wieder eingestellt werden kann.
Das erwähnte Warnsignal kann dem Steuerbord bzw. Backbordventil der Ruderanlage zugeführt werden. Dadurch kann die Ventilansteuerung einer vorhandenen "NON FOLLOW-UP"-Steu­ erung unterbrochen werden, und dadurch der Ruderausschlag begrenzt wird, damit die maximal zulässige Drehgeschwindigkeit eingehalten werden kann.
4. Ausführungsbeispiele und Figurenbeschreibung
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt. Es zeigt:
Fig. 1 die schematische Schaltungsanordnung für eine automatische Begrenzung der Zentrifugalbeschleunigung auf einen maximal zulässigen Wert,
Fig. 2 im wesentlichen die in Fig. 1 gezeigte Schaltungsanordnung mit Detailschaltung für die automatische Ansteuerung und zur Erzeugung eines Warnsignales bei Überschreiten der berechneten maximal zulässigen Drehgeschwindigkeit durch eine vom Benutzer vorgewählte Soll-Drehgeschwindigkeit,
Fig. 3 die Prinzipanordnung einer automatischen Ruderbegrenzung, um eine automatische Begrenzung der Zentrifugalbeschleunigung auf einen maximal zulässigen Wert zu erzielen, sowie eine Unterbrecherschaltung eines FOLLOW-UP-Verstärkers,
Fig. 4 eine weitere schematische Schaltungsanordnung für eine automatische Ruderbegrenzung bei Einsatz einer NON FOLLOW-UP-Handsteuerung und der entsprechenden schaltungs­ mäßigen Zuordnung mit den Hydraulikventilen der Ruderanlage.
Die für die Zentrifugalbeschleunigungsbegrenzung notwendigen Größen Drehgeschwindigkeit d und Schiffsgeschwindigkeit v sind hinreichend genau auf dem Schiff meßbar.
Die Drehgeschwindigkeit d ist entweder über die vorhandenen Kompasse (Kreiselkompaß oder Magnetkompaß) durch mathematische Differentiation der Kursinformation oder durch direkte Messung über einen Wendekreisel verfügbar. Die Schiffsgeschwindigkeit v kann entweder über eine schiffsübliche Fahrtmeßanlage (Elektromagnetisches Log, Doppler-Log usw.) oder über Fahrtbestimmung durch einen Satelliten-gestützten Positionsempfänger des Global Positioning Systems (GPS) ermittelt werden.
In den folgenden Ausführungsbeispielen werden Lösungen vorgestellt, die den Betrieb der Rudersteuerung sowohl über einen Autopiloten, als auch über Handsteuerung abdecken.
4.1 Zentrifugalbeschleunigungsbegrenzung in Autopilot­ anwendung
Gemäß Fig. 1 errechnet ein erstes Rechenglied 100 aus der maximal zulässigen Zentrifugalbeschleunigung amax und der momentanen Schiffsgeschwindigkeit V die maximal zulässige Drehgeschwindigkeit dmax. Ein Ausgangssignal entsprechend der maximal zulässigen Drehgeschwindigkeit dmax wird einem ersten Eingang des Integrators 120 zugeführt. Einem zweiten Eingang des Integrators 120 wird als Ausgangssignal eines ersten Differenzgliedes 115 ein Sollkurs-Differenzsignal Dik bei einem Kurswechsel zugeführt. Dieses Differenzsignal wird aus der Differenz des zuerst vorgegebenen Sollkursvorgabesignales Kvor und dem Ausgangssignal des Integrators 120 gebildet, das an einen zweiten Eingang des ersten Differenzgliedes rückgeführt wird. Bei Erreichen des vorgegebenen Sollkurses Kvor wird dieses Differenzsignal zu Null.
Das Sollkurssignal dsoll wird weiterhin einem ersten Eingang eines zweiten Differenzgliedes 125 zugeführt, dessen erstem Eingang das Istkurssignal Kist zugeführt wird. Das Aus­ gangs-Differenzsignal DiIst zwischen Sollkurs und Istkurs wird dem Kursregler 130 zugeführt, der ein entsprechendes Vergleichssignal als Ausgangssignal in Form eines Ruder-Sollkurssignales Rsoll zur Steuerung des Ruders erzeugt.
Beim Kurswechsel wird die Soll-Istkurs-Differenz Diist aus dem korrigierten Sollkurssignal dsoll und dem Istkurssignal Kist im zweiten Differenzglied 125 errechnet. Der Sollkurs ändert sich mit der Solldrehgeschwindigkeit, die im Integrator 120 festgestellt wird. Der Kursregler 130 stellt gemäß dem korrigierten Sollkurssignal dsoll das entsprechende Ruder-Sollkurssignal Rsoll auf eine Größe ein, die eine Überschreitung der maximalen Drehgeschwindigkeit dmax verhindert. Dadurch ist auch die Zentrifugalbeschleunigung a auf den maximal zulässigen Wert begrenzt.
4.2. Die Fig. 2 zeigt eine Schaltungsanordnung zur Begrenzung der Drehgeschwindigkeit durch Vorgabe der maximalen Zentrifugalbeschleunigung
Ein erstes Rechenglied 50 errechnet aus der maximal zulässigen Zentrifugalbeschleunigung amax und der Schiffsgeschwindigkeit v die maximal zulässige Drehgeschwindigkeit dmax. Das entsprechende Signal wird einem ersten Eingang eines Komparators 55 zugeführt, dessen zweitem Eingang ein Vorgabesignal für die Drehgeschwindigkeit dvor zugeführt wird. Das Ausgangssignal des Komparators wird als Umschaltsignal Sum einem Umschalter 60 zugeführt, dem gleichzeitig das Voreinstellsignal der Drehgeschwindigkeit dvor und das Signal für die maximal zulässige Drehgeschwindigkeit dmax zugeführt wird. Das Ausgangssignal des Umschalters 60 ist das korrigierte Drehgeschwindig­ keits-Signal dkorr, das einem Integrator 78 zugeführt wird. Diesem wird ebenfalls das Ausgangssignal eines ersten Differenzgliedes 75 in Form eines Sollkurs-Differenzsignales DiK zugeführt. Dieses Sollkurs-Differenzsignal wird im ersten Differenzglied 75 aus der Sollkursvorgabe Kvor und dem Ausgangssignal für die maximal zulässige Solldrehgeschwindigkeit dsoll, nämlich dem Ausgangssignal des Integrators 78, gebildet.
Dieses Ausgangssignal dsoll wird darüberhinaus einem ersten Eingang eines zweiten Differenzgliedes 80 zugeführt, dessen zweitem Eingang das Istkurssignal Kist zugeführt wird. Das erzeugte Differenzsignal DiIst des zweiten Differenzgliedes 80 wird dem Kursregler 82 zugeführt, der ein entsprechendes Rudersollkurssignal Rsoll an die Rudersteuerung liefert.
Der Umschalter 60 schaltet von der vorgegebenen Drehgeschwindigkeit dvor auf die maximal zulässige Drehgeschwindigkeit dmax um, wenn der vom Benutzer vorgegebene Wert den maximal zulässigen Wert dmax überschreitet.
Das durchgeschaltete Signal ist die Drehgeschwindigkeit dkorr; sie bestimmt die Integratorzeitkonstante des Integrators 78.
Der Integrator 78 errechnet die Sollkurszunahme pro Zeit und stellt am Ausgang das Sollkurssignal dsoll zur Verfügung.
Die Sollkursdifferenz Dik wird zu Null, wenn die Sollkursvorgabe Kvor erreicht ist.
Kurswechsel:
Beim Kurswechsel wird die Soll-Istkurs-Differenz DiIst des Kursreglers 82 aus dem Sollkurssignal dsoll und dem Istkurssignal Kist im Differenzglied 80 errechnet.
Der Sollkurs ändert sich mit der Solldrehgeschwindigkeit, die durch den Integrator 78 bestimmt wird.
Der Kursregler 82 stellt daraufhin das Rudersollkurssignal Rsoll auf eine Größe ein, die eine Überschreitung der Drehgeschwindigkeitsvorgabe dvor bzw. der maximal zulässigen Drehgeschwindigkeit dmax nicht zuläßt.
Damit ist auch die Zentrifugalbeschleunigung a auf den maximal zulässigen Vorgabewert amax begrenzt.
Signalisierung:
Das zweite Rechenglied 65 errechnet aus der maximal zulässigen Zentrifugalbeschleunigung amax und der voreingestellten Drehgeschwindigkeit dvor die maximal mögliche Schiffsgeschwindigkeit Vmax.
Der Benutzer kann daraufhin die Schiffsgeschwindigkeit anpassen.
Das Umschaltesignal Sum wird in der Anzeigeeinrichtung 70 zur optischen und akustischen Signalisierung benutzt.
Angezeigt wird die errechnete maximale Drehgeschwindigkeit dmax, die vorgegebenen Drehgeschwindigkeit dvor und die daraus resultierende maximale Schiffsgeschwindigkeit VMAX.
4.3 Fig. 3 zeigt eine Zentrifugalbeschleunigungsbegrenzung in Verbindung mit einer Wegsteuerung
Das erste Rechenglied 150 errechnet aus der maximal zulässigen Zentrifugalbeschleunigung amax und der Schiffsgeschwindigkeit V die maximal zulässige Drehgeschwindigkeit dmax.
Die Drehgeschwindigkeit d wird aus der Differentation des Istkurses KIst in einem zweiten Rechenglied 153 berechnet.
Die Drehgeschwindigkeit Did aus dem Differenzglied 158 wird als Regelabweichung dem Begrenzungsregler 162 zugeführt. Der Begrenzungsregler 162 wird in seinen Eigenschaften mit Hilfe der Schiffsparameter Spar an die Schiffsdynamik angepaßt.
Der Begrenzungsregler 162 liefert ein Ruderbegrenzungssignal rmax, das den Rudersollwert in der Wegsteuerung 165 auf die maximal zulässige Größe begrenzt, damit die maximal zugelassene Zentrifugalbeschleunigung amax nicht überschritten wird.
Das Ruder wird aus der Wegsteuerung 165 mit dem Ruderansteuersignal RAn angesteuert.
Als Eingangsgröße für die Wegsteuerung dient die Ruderwinkelvorgabe aus der Handsteuerung RMan bzw. der Automatiksteuerung RAut.
Die Ruderdifferenz wird aus dem Ruderistsignal RIst und der Ruderwinkelvorgabe RAut oder RMan errechnet.
Die Steuerart wird über das Umschaltsignal Hand/Automatik UAut bestimmt.
4.4 Fig. 4 zeigt eine Schaltungsanordnung für eine Zentrifugalbeschleunigungsbegrenzung in Verbindung mit einer Zeitsteuerung
Das erste Rechenglied 200 errechnet aus der maximal zulässigen Zentrifugalbeschleunigung amax und der Schiffsgeschwindigkeit V die maximal zulässige Drehgeschwindigkeit dmax.
Die Drehgeschwindigkeit d wird durch Differentation des Istkurses KIst in einem zweiten Rechenglied 205 berechnet.
Backbordbegrenzung:
Der Komperator 210 vergleicht die Drehgeschwindigkeit d des Schiffes mit der maximal zulässigen Drehgeschwindigkeit dmax bei einer Drehung nach Backbord.
Bei Überschreitung wird das Schaltsignal SA für das Backbordrelais 225 erzeugt. Der Steuerstrom STB für die Ansteuerung des Backbordventils 235 der Rudersteuerung wird unterbrochen und das Ruder auf die momentane Lage fixiert.
Steuerbordbegrenzung:
Der Komparator 215 vergleicht die Drehgeschwindigkeit d des Schiffes mit der maximal zulässigen Drehgeschwindigkeit dmax bei einer Drehung nach Steuerbord.
Bei Überschreitung wird das Schaltsignal SB für das Steuerbordrelais 220 erzeugt. Der Steuerstrom STA für die Ansteuerung des Steuerbordventils 230 der Rudersteuerung wird unterbrochen und das Ruder auf die momentane Lage fixiert.
5. Übersicht
Die vorliegende Erfindung löst das Problem unzulässiger Zentrifugalbeschleunigungen im praktischen Schiffsbetrieb durch automatische Begrenzung der Ruderanlage im Handbetrieb und die automatische Berücksichtigung im Autopilotbetrieb.
Durch die Berechnung der Zentrifugalbeschleunigung und die Einstellmöglichkeit einer maximal zulässigen Zentri­ fugalbeschleunigung kann im praktischen Betrieb eine manuelle Nachjustierung der am Autopiloten eingestellten Ruderlagenbegrenzung und maximal Drehgeschwindigkeiten entfallen, da diese automatisch angepaßt werden. Die beschriebene automatische Ruderbegrenzung bietet erstmalig die Möglichkeit einer Überwachung der zulässigen Zentrifugalbeschleunigungen auch für den Handbetrieb.
Die vorliegenden Lösungen stellen einen Beitrag für die Schiffssicherheit dar und bewahren somit Passagiere und Fracht vor Schaden.
Bezugszeichenliste
Fig.
1
Funktionseinheiten
1
Rechenglied
115
Erstes Differenzglied
120
Integrator
125
Zweites Differenzglied
130
Kursregler
 
Signale:
amax
maximal zulässige Zentrifugalbeschleunigung
V Schiffsgeschwindigkeit
dmax
max. zugelassene Drehgeschwindigkeit
Kvor
Sollkursvorgabe
Dik
Sollkursdifferenz beim Kurswechsel
dsoll
= Sollkurssignal
Kist
Istkurssignal
DiIst
Soll-Istkurs-Differenz
Rsoll
= Ruder-Sollkurssignal
 
Fig.
2
Funktionseinheiten
50
Erstes Rechenglied
55
Komparator
60
Schalter
65
Zweites Rechenglied
70
Anzeige
75
Erstes Differenzglied
78
Integrator
80
Zweites Differenzglied
82
Kursregler
 
Signale:
amax
max. zulässige Zentrifugalbeschleunigung
V Schiffsgeschwindigkeit
Vmax
max. zulässige Schiffsgeschwindigkeit
dvor
Voreinstellsignal der Drehgeschwindigkeit
dmax
maximal zulässige Drehgeschwindigkeit
Sum
Umschaltsignal
dkorr
korrigierte Drehgeschwindigkeit
kvor
Sollkursvorgabesignal
Dik
Sollkurs-Differenzsignal
dsoll
Sollkurssignal
dIst
Istkurssignal
DiIst
Soll-Istkurs-Differenz
Rsoll
Ruder-Sollkurssignal
Spar
Schiffsparameter
 
Fig.
3
Funktionseinheiten
150
1. Rechenglied
153
2. Rechenglied
158
Differenzglied
162
Begrenzungsregler
165
Wegsteuerung
 
Signale:
amax
max. zulässige Zentrifugalbeschleunigung
V Geschwindigkeit
dmax
max. zulässige Drehgeschwindigkeit
KIst
Istkurs
d Drehgeschwindigkeit
Did
Drehgeschwindigkeit-Differenzsignal
Spar
Schiffsparameter
rmax
Ruderbegrenzungssignal
RMan
Ruderwinkel Handsteuerung
RAut
Ruderwinkel Automatiksteuerung
UAut
Umschaltsignal Hand/Auto
RIst
Ruderistsignal
RAn
Ruderansteuerung
 
Fig.
4
Funktionseinheiten
200
1. Rechenglied
205
2. Rechenglied
210
Komparator Backbord
215
Komparator Steuerbord
220
Steuerbord Relais
225
Backbord Relais
230
Steuerbordventil
235
Backbordventil
 
Signale:
amax
max. zulässige Zentrifugalbeschleunigung
V Geschwindigkeit
dmax
max. zulässige Drehgeschwindigkeit
KIst
Istkurs
d Drehgeschwindigkeit
S Schaltsignal Steuerbordrelais
SB Schaltsignal Backbordrelais
STA Steuerstrom Steuerbordventil
STB Steuerstrom Backbordventil

Claims (14)

1. Verfahren zum Begrenzen der Zentrifugalbeschleunigung (a) eines Wasserfahrzeuges bei Kurvenfahrten auf einen zulässigen Maximalwert, dadurch gekennzeichnet, daß
  • a) das Produkt Fahrtgeschwindigkeit (v) mal Drehge­ schwindigkeit (d) als Maß für die Zentrifugalbeschleunigung (a)(in einem Rechner) ermittelt wird,
  • b) mit einem gespeicherten Fahrzeug-typischen Bezugswert verglichen wird, und
  • c) ein entsprechendes Vergleichssignal erzeugt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Vergleichssignal den Ruderausschlag steuert.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Vergleichssignal bei Übereinstimmung des berechneten Produktes Fahrtgeschwindigkeit (v) mal Drehgeschwindigkeit (d) mit dem gespeicherten Fahrzeug-typischen Bezugswert als Grenzwertsignal für die maximal zulässige Zentri­ fugalbeschleunigung (a) die Verringerung des Ruderausschlages bis zum Erreichen der maximal zulässigen Zentrifugal­ beschleunigung (amax) veranlaßt.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Vergleichssignal die Fahrtgeschwindigkeit (v) steuert.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Vergleichssignal bei Übereinstimmung des berechneten Produktes Fahrtgeschwindigkeit (v) mal Drehgeschwindigkeit (d) mit dem gespeicherten Fahrzeug-typischen Bezugswert als Grenzwertsignal für die maximal zulässige Zentrifugalbeschleunigung (amax) die Verringerung der Fahrtgeschwindigkeit (v) veranlaßt.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Feststellen der Drehgeschwindigkeit (d) durch Messung mit Hilfe von Kreiselkompaß oder Magnetkompaß und über eine mathematische Differentiation der Kursinformation erfolgt.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Feststellen der Drehgeschwindigkeit (d) durch Messen mit Hilfe eines Drehgeschwindigkeitssensors erfolgt.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Feststellen der Fahrtgeschwindigkeit (v) durch Messung mit Hilfe eines elektromagnetischen Log oder eines Doppler-Log erfolgt.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Feststellen der Fahrtgeschwindigkeit (v) mit Hilfe eines Satelliten-gestützten Positionsempfängers des weltweiten Global Positioning Systems (GPS) erfolgt.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die aus Fahrtgeschwindigkeit (v) und maximal zulässiger Zentrifugalbeschleunigung (amax) berechnete maximal zulässige Drehgeschwindigkeit (dmax) als Führungsgröße dem Regelkreis des Kursreglers zugeführt wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß bei Sollkursänderung in einem Integrator ein entsprechendes Kursänderungssignal pro Zeiteinheit erzeugt wird.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das durch eine Sollkursänderung des Benutzers an den Eingang des Integrators gelieferte Eingangssignal so lange ein entsprechendes Regelsignal für die maximale Drehgeschwindigkeit (dmax) in Abhängigkeit von der Fahrtgeschwindigkeit (v) entsprechend der maximal zulässigen Zentrifugalbeschleunigung (amax) erzeugt, bis das Eingangssignal des Integrators bei Erreichen des gewünschten neuen Sollkurses zu Null wird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine vom Benutzer vorgewählte Drehgeschwindigkeit (dvor) mit der gespeicherten maximal zulässigen Drehgeschwindigkeit (dmax) entsprechend der maximal zulässigen Zentrifugalbeschleunigung (amax) verglichen wird,
daß bei Überschreitung der maximal zulässigen Dreh­ geschwindigkeit (dmax) die Drehgeschwindigkeit (d) auf die maximal zulässige Drehgeschwindigkeit (dmax) verringert wird,
daß vorzugsweise gleichzeitig ein Warnsignal (dsoll < dmax) erzeugt wird, derart, daß die Fahrtgeschwindigkeit (v) reduziert werden kann, um die Einhaltung der vorgewählten Drehgeschwindigkeit (dsoll) zu ermöglichen.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das bei Überschreiten der maximal zulässigen Drehgeschwindigkeit (dmax) erzeugte Warnsignal dem Steuerbord- bzw. Backbordventil der Ruderanlage zugeführt wird, das die Ventilansteuerung einer Ruder-Zeitsteuerung unterbricht und dadurch den Ruderausschlag zur Einhaltung der maximal zulässigen Drehgeschwindigkeit (dmax) in der momentanen Lage anhält.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL1010112C2 (nl) * 1998-09-16 2000-03-17 Lips Bv Stelsel voor het besturen van een vaartuig.
EP1329379A1 (de) * 2002-01-22 2003-07-23 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Schiffsantrieb und Verfahren dazu
WO2008110519A1 (de) * 2007-03-09 2008-09-18 Continental Teves Ag & Co. Ohg Automatische stabilisierungseinheit für wasserfahrzeuge

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1588679A (en) * 1977-07-21 1981-04-29 Boeing Co Steering control system for hydrofoils
DD272363A1 (de) * 1988-05-16 1989-10-04 Seefahrt Inghochschule Anordnung zur adaptiven festwertkursregelung von schiffen

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1588679A (en) * 1977-07-21 1981-04-29 Boeing Co Steering control system for hydrofoils
DD272363A1 (de) * 1988-05-16 1989-10-04 Seefahrt Inghochschule Anordnung zur adaptiven festwertkursregelung von schiffen

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL1010112C2 (nl) * 1998-09-16 2000-03-17 Lips Bv Stelsel voor het besturen van een vaartuig.
WO2000015496A1 (en) * 1998-09-16 2000-03-23 Lips B.V. System for controlling a vessel
GB2358488A (en) * 1998-09-16 2001-07-25 Lips Bv System for controlling a vessel
GB2358488B (en) * 1998-09-16 2002-12-04 Lips Bv System for controlling a vessel
US6577932B1 (en) 1998-09-16 2003-06-10 Wärtsilä Propulsion Netherlands B.V. System for controlling a vessel
EP1329379A1 (de) * 2002-01-22 2003-07-23 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Schiffsantrieb und Verfahren dazu
US7013820B2 (en) 2002-01-22 2006-03-21 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Ship and operating method therefor
NO335549B1 (no) * 2002-01-22 2014-12-29 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Skip og manøvreringsmetode for dette
WO2008110519A1 (de) * 2007-03-09 2008-09-18 Continental Teves Ag & Co. Ohg Automatische stabilisierungseinheit für wasserfahrzeuge
US8583300B2 (en) 2007-03-09 2013-11-12 Continental Teves Ag & Co. Ohg Automatic stabilizing unit for watercrafts

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