DE19654511A1 - Verfahren zum automatischen Begrenzen der Zentrifugalbeschleunigung eines Wasserfahrzeuges - Google Patents
Verfahren zum automatischen Begrenzen der Zentrifugalbeschleunigung eines WasserfahrzeugesInfo
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- B63H25/02—Initiating means for steering, for slowing down, otherwise than by use of propulsive elements, or for dynamic anchoring
- B63H25/04—Initiating 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.
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.
Für die Berechnung der Zentrifugalbeschleunigung gilt der
nachfolgende Zusammenhang.
Mit
v = Fahrtgeschwindigkeit
d = Drehgeschwindigkeit
a = Zentrifugalbeschleunigung
folgt
v = Fahrtgeschwindigkeit
d = Drehgeschwindigkeit
a = Zentrifugalbeschleunigung
folgt
a = d mal v (1).
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
Fig.
1
Funktionseinheiten
1
Rechenglied
115
Erstes Differenzglied
120
Integrator
125
Zweites Differenzglied
130
Kursregler
Signale:
amax
Signale:
amax
maximal zulässige
Zentrifugalbeschleunigung
V Schiffsgeschwindigkeit
dmax
V Schiffsgeschwindigkeit
dmax
max. zugelassene
Drehgeschwindigkeit
Kvor
Kvor
Sollkursvorgabe
Dik
Dik
Sollkursdifferenz beim
Kurswechsel
dsoll
dsoll
= Sollkurssignal
Kist
Kist
Istkurssignal
DiIst
DiIst
Soll-Istkurs-Differenz
Rsoll
Rsoll
= Ruder-Sollkurssignal
Fig.
2
Funktionseinheiten
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
Signale:
amax
max. zulässige Zentrifugalbeschleunigung
V Schiffsgeschwindigkeit
Vmax
V Schiffsgeschwindigkeit
Vmax
max. zulässige Schiffsgeschwindigkeit
dvor
dvor
Voreinstellsignal der Drehgeschwindigkeit
dmax
dmax
maximal zulässige Drehgeschwindigkeit
Sum
Sum
Umschaltsignal
dkorr
dkorr
korrigierte Drehgeschwindigkeit
kvor
kvor
Sollkursvorgabesignal
Dik
Dik
Sollkurs-Differenzsignal
dsoll
dsoll
Sollkurssignal
dIst
dIst
Istkurssignal
DiIst
DiIst
Soll-Istkurs-Differenz
Rsoll
Rsoll
Ruder-Sollkurssignal
Spar
Spar
Schiffsparameter
Fig.
3
Funktionseinheiten
Funktionseinheiten
150
1. Rechenglied
153
2. Rechenglied
158
Differenzglied
162
Begrenzungsregler
165
Wegsteuerung
Signale:
amax
Signale:
amax
max. zulässige Zentrifugalbeschleunigung
V Geschwindigkeit
dmax
V Geschwindigkeit
dmax
max. zulässige Drehgeschwindigkeit
KIst
KIst
Istkurs
d Drehgeschwindigkeit
Did
d Drehgeschwindigkeit
Did
Drehgeschwindigkeit-Differenzsignal
Spar
Spar
Schiffsparameter
rmax
rmax
Ruderbegrenzungssignal
RMan
RMan
Ruderwinkel Handsteuerung
RAut
RAut
Ruderwinkel Automatiksteuerung
UAut
UAut
Umschaltsignal Hand/Auto
RIst
RIst
Ruderistsignal
RAn
RAn
Ruderansteuerung
Fig.
4
Funktionseinheiten
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
Signale:
amax
max. zulässige Zentrifugalbeschleunigung
V Geschwindigkeit
dmax
V Geschwindigkeit
dmax
max. zulässige Drehgeschwindigkeit
KIst
KIst
Istkurs
d Drehgeschwindigkeit
S Schaltsignal Steuerbordrelais
SB Schaltsignal Backbordrelais
STA Steuerstrom Steuerbordventil
STB Steuerstrom Backbordventil
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.
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.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19654511A DE19654511C2 (de) | 1996-12-27 | 1996-12-27 | Verfahren zum Begrenzen der Drehgeschwindigkeit eines Wasserfahrzeuges |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19654511A DE19654511C2 (de) | 1996-12-27 | 1996-12-27 | Verfahren zum Begrenzen der Drehgeschwindigkeit eines Wasserfahrzeuges |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19654511A1 true DE19654511A1 (de) | 1998-07-02 |
DE19654511C2 DE19654511C2 (de) | 1999-02-18 |
Family
ID=7816314
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19654511A Expired - Lifetime DE19654511C2 (de) | 1996-12-27 | 1996-12-27 | Verfahren zum Begrenzen der Drehgeschwindigkeit eines Wasserfahrzeuges |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19654511C2 (de) |
Cited By (3)
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)
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 |
-
1996
- 1996-12-27 DE DE19654511A patent/DE19654511C2/de not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
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)
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 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE19654511C2 (de) | 1999-02-18 |
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