EP0595977B1

EP0595977B1 - Steuersystem zum betreiben einer antriebsanlage eines schiffes

Info

Publication number: EP0595977B1
Application number: EP92916358A
Authority: EP
Inventors: Josef Schwarz; Christoph GÖBEL; Thomas Voss; Gerhard Maurer; Manfred Braig; Raimund Auer; Peter Brinck; Günter Roth
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1991-08-01
Filing date: 1992-07-28
Publication date: 1995-10-11
Anticipated expiration: 2012-07-28
Also published as: WO1993002914A1; DE59204009D1; JPH06509295A; US5474480A; EP0595977A1; JP3448054B2; DE4125432A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Steuersystem zum Betreiben einer Antriebsanlage eines Schiffes. Dieses besteht aus einem Motor (1), einem Getriebe (3) und einer regelbaren Kupplung (4) für Vorwärts- und Rückwärtsfahrt. Es ist eine Steuerstation (15), ein Steuerhebel (27) und eine Steuerelektronik (15) zur Einstellung der Fahrtrichtung und Geschwindigkeit des Schiffes vorhanden. Um die Reaktion des Schiffes beim Umsteuern zu beeinflussen, sind erfindungsgemäß mehrere Umsteuerhilfen vorgesehen. Der Schiffsführer kann von diesen Umsteuerhilfen durch Betätigen einer Wahltaste (24) an der Steuerstation Gebrauch machen.

Description

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf ein Steuersystem zum Betreiben einer Antriebsanlage eines Schiffes. Die Antriebsanlage verfügt zumindest über einen Motor, der über ein Getriebe mit mindestens einer regelbaren Kupplung für Vorwärts- und Rückwärtsfahrt eine Propellerwelle antreibt. Es sind Steuer- und Sensormittel vorgesehen, um die Motordrehzahl oder den Schlupfgrad der Kupplung variieren zu können. Ferner ist mindestens eine Steuerstation mit Steuermitteln vorhanden, über die der Schiffsführer die Fahrtrichtung und die Geschwindigkeit des Schiffes durch Betätigen mindestens eines Steuerhebels beeinflussen kann. Ferner verfügt das Steuersystem über eine Steuerelektronik zum Verarbeiten von Ein- und Ausgangssignalen, um die gewünschten Betriebszustände der Antriebsanlage aufrecht zu erhalten.
Bei einem bekannten Steuersystem zum Betreiben einer Antriebsanlage ist eine Modus-Wähleinrichtung vorgesehen, bei der eine bestimmte Betriebsart vorgewählt werden kann. Je nach dem, welche Betriebsart vorgewählt wird, wird dem Steuerhebel der Steuerstation eine bestimmte Funktion zugeordnet. Wird der Reise-Modus (Cruise) angewählt, wird die Kupplung für die Vorwärtsfahrt geschlossen. Mit dem Steuerhebel wird die Motordrehzahl variiert, um eine bestimmte Reisegeschwindigkeit einzustellen. Wenn mit der Modus-Wähleinrichtung der Langsamfahrt-Modus (Trolling) vorgewählt wird, ändert sich die dem Steuerhebel zugeordnete Funktion. Solange dieser Modus gewählt ist, wird der Motor mit einer bestimmten, gleichbleibenden Drehzahl betrieben. Die Fahrtgeschwindigkeit wird über den Steuerhebel in der Weise variiert, daß der Schlupfgrad der Kupplung des Getriebes mehr oder weniger groß gewählt wird. Über den Schlupfgrad der Kupplung wird somit die Drehzahl der Propellerwelle variiert. Das bekannte Steuersystem verfügt über eine Steuerelektronik, an die eine Ein- und Ausgabeeinheit, eine Anzeigeeinheit und Steuer- und Sensormittel angeschlossen sind. Bei dem bekannten Steuersystem können Richtungsumkehrungen im Troll- oder Reise-Modus durch eine entsprechende Bewegung des Richtungs-/Drehzahlhebels durchgeführt werden. Die Richtungsumkehrungen werden in einer automatisch getakteten Sequenz durch das Steuergerät ausgeführt. Beim Wechsel vom Reise-Modus zum Trolling-Modus reduziert der Motor die Drehzahl auf eine durch einen Drehsteller vorgewählte Drehzahl. Beim Wechsel vom Trolling-Modus zum Reise-Modus ändert sich die Motordrehzahl in Richtung zur Leerlaufdrehzahl, die Kupplung rückt vollständig ein, und sodann erhöht sich die Motordrehzahl bis zur Steuerhebelstellung (DE-A 39 07 841, Spalte 12, Zeilen 16 - 33).
Bei dem vorstehend erläuterten Steuersystem wird der Schiffsführer zwar durch eine automatisch getaktete Sequenz von der manuellen Bedienung entlastet, jedoch hat die dort vorgeschlagene Vorgehensweise praktisch keinen Einfluß auf das Zeitverhalten des Schiffes insgesamt beim Wechsel vom Trolling-Modus in den Reise-Modus und umgekehrt. Das vorstehend Gesagte trifft ebenfalls für das Steuersystem nach der US-A-2,925,156 zu. Wird der Steuerhebel beispielsweise aus seiner Neutralstellung heraus in den Trolling-Modus "rückwärts" verstellt, wird die Kupplung vollständig geschlossen. Wenn die gewünschte Geschwindigkeit, die der Stellung des Steuerhebels entspricht, erreicht wird, wird der Kupplungsdruck soweit abgesenkt, daß die gewünschte Propellerwellen-Geschwindigkeit vorliegt. Auch bei diesem Vorgang liegt eine automatisch getaktete Sequenz vor, die den Schiffsführer lediglich von der manuellen Bedienung entlastet.
Der US-A-4,099,476 ist ferner ein Steuersystem zum Betreiben der Antriebsanlage eines Schiffes bekanntgeworden, bei dem neben einem Haupt- ein zusätzlicher Hilfsfahrschalter eingesetzt wird. Die Übernahme durch den einen oder anderen Fahrschalter geschieht fehlerfrei und ohne Verzögerung, indem der Hauptfahrschalter bei der Übernahme in eine der Stellung des Hilfsfahrschalters entsprechende Position automatisch überführt wird.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Reaktion des Schiffes beim Umsteuern gezielt dadurch zu beeinflussen, daß der Schiffsführer von mindestens einer Umsteuerhilfe Gebrauch machen kann, durch die das Zeitverhalten des Schiffes in einer bestimmten Weise verändert wird. Hierbei sollen vor allem die Reaktionszeiten beim Anfahren oder bei Wendemanövern, insbesondere mit niedrigen Propellerwellendrehzahlen verbessert werden.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird dadurch gelöst, daß in einer Betriebsart (Trolling) der Antriebsanlage die Kupplung nach Schalten der Fahrtrichtung vollständig geschlossen wird und die Beschleunigungsphase durch Übermittlung eines Steuersignals, welches der aus einer Reduzierung der Trolling-Drehzahl resultierende negative Verstellgradient eines Steuerhebel ist, an die Steuerelektronik durch Überführen der Kupplung in den geregelten Schlupfbetrieb beendet wird. Bei dieser Lösung handelt es sich um eine manuelle Umsteuerhilfe, die vom Schiffsführer durch Betätigen einer Wahltaste an der Steuerstation angewählt wird. Bei Anfahr- oder Wendemanövern im Trolling-Modus wird die Kupplung nach Schalten der Fahrtrichtung zunächst vollständig geschlossen. Dadurch wird das Schiff mit einem der herrschenden Motordrehzahl entsprechenden Schub beschleunigt. Der Schiffsführer kann die Beschleunigungsphase bei ausreichender Reaktion des Schiffes beenden. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist das Beenden der Beschleunigungsphase an eine Verstellbewegung des Fahrschalters (Steuerhebel) gebunden. Der Schiffsführer reagiert bei der Vorstellung "Ende der Beschleunigung" normalerweise mit einer Verstellung des Steuerhebels im Sinne einer "Reduktion der Antriebsdrehzahl". Diese Reaktion wird genutzt, indem die Beschleunigungsphase durch geringfügiges Zurücknehmen der Trolling-Drehzahl beendet wird. Mit dem Erzeugen eines negativen Verstellgradienten des Sollwertgebers für die Trolling-Drehzahl, wird der Steuerelektronik ein Steuersignal übermittelt. Die Steuerelektronik überführt die Kupplung sodann in den schlupfenden, geregelten Betrieb, so daß sich eine Trolling-Drehzahl selbsttätig einstellt. Die Schiffsreaktion im Trolling-Betrieb wird bei Anfahr- und Wendemanövern erheblich verbessert. Die Steuerelektronik kann mit der schlupfenden Kupplung in der Weise zusammenwirken, daß die Kupplung vor thermischer Überlastung geschützt wird.
Eine weitere Lösung der gestellten Aufgabe besteht erfindungsgemäß darin, daß in einer Betriebsart (Trolling) der Antriebsanlage die Kupplung nach Schalten der Fahrtrichtung vollständig geschlossen wird und die Beschleunigungsphase durch Übermittlung eines Steuersignals, das das Erreichen einer definierten Schiffsgeschwindigkeit anzeigt, an die Steuerelektronik bei geschlossener Kupplung durch Einstellen der Drehzahl der Propellerwelle auf einer Trolling-Drehzahl beendet wird. Hierbei ist es vorteilhaft, das Steuersignal für die Steuerelektronik von der Schiffsgeschwindigkeit abzuleiten. Bei Erreichen einer gewünschten Schiffsgeschwindigkeit wird das Steuersignal erzeugt bzw. an die Steuerelektronik geliefert. Bei einer bevorzugten Lösung wird die Soll-Schiffsgeschwindigkeit zum Beispiel mit dem Fahrschalter vorgewählt. Mit Hilfe eines geeigneten Meßglieds wird die Schiffsgeschwindigkeit ermittelt und das Steuersignal vom Soll-/Ist-Wertvergleich abgeleitet. Hierbei kann entweder die Relativgeschwindigkeit des Schiffs gegenüber dem Wasser oder die absolute Geschwindigkeit des Schiffs über Grund herangezogen werden. Die zuerst genannte Möglichkeit ist beispielsweise bei der Bergung eines Havaristen vorteilhaft, während von der weiteren Möglichkeit im Bereich ortsfester Anlagen Gebrauch gemacht wird. Mit diesem Vorschlag läßt sich eine mögliche Umsteuerhilfe automatisieren.
Schließlich besteht eine weitere Lösung der gestellten Aufgabe darin, daß in einer Betriebsart (Trolling) der Antriebsanlage die Kupplung so weit geschlossen wird, daß die vorgewählte Trollling-Drehzahl und Drehrichtung an der Propellerwelle eingestellt wird und die Steuerelektronik im Übergangsbereich, in dem der Propeller auch als Turbine angetrieben werden kann, die Propellerwellendrehzahl konstant hält. Bei dieser Lösung stellt sich selbsttätig die vorgewählte Trolling-Drehzahl und Drehrichtung am Propeller ein. Anschließend hält die Steuerelektronik mit Hilfe der Steuer- und Sensormittel die Propellerdrehzahl konstant, und zwar unter Berücksichtigung der Tatsache, daß beim Reversiervorgang der Propeller in einem Übergangsbereich als Turbine angetrieben werden kann. Diese Umsteuerhilfe ist - wie erwähnt - automatisierbar und ist insbesondere für Manöver besonders geeignet, bei denen die Schiffsgeschwindigkeit langsam gesteigert werden soll.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung eines Steuersystems verfügt die Steuerstation über ein Mittel zur Vorwahl einer gewünschten Umsteuersequenz. Dieses Mittel kann zum Beispiel in einem Wahlschalter bestehen, der vorzugsweise als Leuchttaste ausgebildet ist. Durch Betätigen der Taste kann eine bestimmte Umsteuersequenz vorgewählt werden, die dann beim Anfahren oder Reversieren des Schiffes semi- oder vollautomatisch abläuft. Bei der eingangs erwähnten, manuell einzuleitenden Umsteuerhilfe wird der Steuerhebel zur Verstellung der Trolling-Drehzahl kurzzeitig betätigt. Bei dieser Verstellung wird ein negativer Verstellgradient erzeugt.
Eine vorteilhafte Auslegung der Steuerung zur Wahl der Fahrtgeschwindigkeit über einen Steuerhebel, mit dem die Motordrehzahl im Reise-Modus verstellt wird, besteht darin, daß in einem Bereich des Wegs des Steuerhebels, in dem für Langsamfahrt zulässige Motordrehzahlen eingestellt werden können, eine Überlagerung der Sollwert-Drehzahl-Einstellung für den Langsamfahrt-Modus vorzunehmen. Die Überlagerung bedeutet, daß in diesem Bereich anstelle oder zusätzlich zu einer Veränderung der Motordrehzahlen eine Veränderung der Propellerwellendrehzahl, das heißt der Trolling-Drehzahl, mit Priorität stattfindet. In vorteilhafter Weise kann diese Überlagerung mit bekannten elektrischen Mitteln gelöst werden.
Für einen wirtschaftlichen bzw. auch umweltfreundlichen Antrieb ist es vorteilhaft, einer vorgewählten Propellerwellendrehzahl für den Langsamfahrt-Modus selbsttätig eine bestimmte Motordrehzahl zuzuordnen. Diese Zuordnung zwischen einer Trolling-Drehzahl und einer Motordrehzahl kann in Abhängigkeit spezifischer Betriebsparamter des Motors vorgenommen werden. Bei diesen Parametern kann es sich beispielsweise um den Kraftstoffverbrauch, eine Abgaszusammensetzung oder auch um andere Kenngrößen handeln.
Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1: ein Schema eines Steuersystems;
Fig. 2 und 3: Ablaufdiagramme von Umsteuerhilfen;
Fig. 4 bis 6: verschiedene Drehzahldiagramme in Abhängigkeit des Schwenkwinkels eines Steuerhebels.
Fig. 7: schematische Darstellungen eines Steuerhebels, mit dem ein negativer Verstellgradient erzeugt wird;

Die Drehzahl der Abtriebswelle 2 des Motors 1 kann über einen Drehzahlsensor 8 erfaßt werden. Ein weiterer Drehzahlsensor 9 ist der Propellerwelle 6 zugeordnet, um deren Drehzahl zu erfassen.
Mit einem Fahrtrichtungssteller 10 wird das Getriebe 3 auf Vorwärts- bzw. Rückwärtsfahrt geschaltet. Ein Temperatursensor 11 überwacht die Betriebstemperatur der Kupplung 4.
Die Drehzahlsensoren 8 und 9, der Kupplungsdrucksteller 5 und der Fahrtrichtungssteller 10 sind mit einem elektronischen Steuergerät 12 verbunden. Das Getriebe 3 mit den Sensor- und Steuermitteln 8, 9, 11 sowie 5 und 10 können zu einer Baueinheit 13 zusammengefaßt werden.
Das elektronische Steuergerät ist über eine elektrische Leitung 14 an eine Steuerstation 15 angeschlossen. In die Leitung 14 mündet ein Anschluß eines Sensors 16 für die Schiffsgeschwindigkeit sowie ein Anschluß für einen Systemstecker 17, an den bedarfsweise ein Gerät zur Systemdiagnose angeschlossen werden kann.
Die Steuerstation 15 umfaßt eine Reihe von Kontroll-, Schalt- und Stellelementen. Im einzelnen handelt es sich hierbei um einen Befehlsgeber 18 für die Fahrtrichtung, einen Sollwertgeber 19 für die Drehzahl der Propellerwelle 6 im Langsamfahrt-Modus (Trolling-Modus), eine Kontrollampe 20, die dem Schiffsführer den ordnungsgemäßen Betrieb der Antriebsanlage anzeigt, sowie zwei Warnleuchten 21 und 22, die Abweichungen vom ordnungsgemäßen Betrieb signalisieren. Ein Betriebsschalter 23 dient dazu, den Betriebs-Modus "Langsamfahrt" (Trolling) anzuwählen und ein weiterer Betriebsschalter 24 ist vorgesehen, um eine Umsteuerhilfe vorzuwählen. Bei der Taste 25 handelt es sich um einen Notschalter, und mit der Taste 26 wird die Stromversorgung ein- bzw. ausgeschaltet.
Ein wesentliches Merkmal der Erfindung besteht darin, daß der Schiffsführer im Langsamfahrt-Modus, das heißt im Trolling-Betrieb (Betriebsschalter 23 ist betätigt), die Möglichkeit hat, von Umsteuerhilfen Gebrauch zu machen. Mit Hilfe des Betriebsschalters 24 kann der Schiffsführer eine bestimmte Umsteuerhilfe - je nach seinen Bedürfnissen - vorwählen. Die vorgewählte Umsteuerhilfe wird aktiviert, wenn dem elektronischen Steuergerät 12 ein bestimmtes Steuersignal übermittelt wird.
Das Ablaufdiagramm nach Fig. 2 verdeutlicht, wie eine Umsteuerhilfe, die halbautomatisch abläuft, wirkt. Das Schiff wird bei einer bestimmten Motordrehzahl, beispielsweise von 900 U/min angetrieben. Zunächst ist das Getriebe 3 im Rückwärtsgang geschaltet (zweites Bild von oben). Das Schiff bewegt sich im Langsamfahrt-Modus bei einer Propellerwellendrehzahl von 100 U/min rückwärts. Die Kupplung 4 arbeitet im geregelten, schlupfenden Betrieb, d. h., sie ist mit einem bestimmten Kupplungsdruck beaufschlagt, der eine Relativbewegung zwischen den Lamellenpaketen zuläßt (vergleiche viertes Bild von oben). Die Propellerwellendrehzahl entspricht im Absolutbetrag der Trolling-Solldrehzahl von 100 U/min. Das Vorzeichen ist wegen der Rückwärtsfahrt negativ. Das Schiff bewegt sich beispielsweise mit einer Rückwärtsfahrgeschwindigkeit von drei Knoten. Soll nun aus der Rückwärtsfahrt heraus reversiert werden, wird das Getriebe über eine Neutralstellung in die Vorwärtsfahrtrichtung geschaltet (zweites Bild von oben). Der Kupplungsdruck wird in der Neutralstellung des Getriebes vollständig abgebaut. Mit dem Schalten der Vorwärtsfahrtrichtung wird die Kupplung vollständig geschlossen, so daß der Kupplungsdruck schnell sein Maximum erreicht (vergleiche viertes Bild von oben). Die Propellerwellendrehzahl beginnt zu steigen und erreicht ihr Maximum im vorliegenden Ausführungsbeispiel bei 400 U/min. Dieser Drehzahlwert ist abhängig von der herrschenden Motordrehzahl und der Getriebeübersetzung. Die Schiffsgeschwindigkeit verlangsamt sich, geht durch Null und beginnt in Vorwärtsfahrtrichtung zu steigen (vergleiche unterste Abbildung).
Mit dem vollständigen Schließen der Kupplung wird das Schiff mit einer aktuellen Propellerwellendrehzahl, die von verschiedenen Einflüssen, zum Beispiel der Motordrehzahl, dem Kupplungsdruck, den Strömungsverhältnissen usw. abhängig ist, beschleunigt. Der Schiffsführer beobachet die Reaktion des Schiffes. Sobald ihm die Schiffsreaktion ausreichend erscheint, beendet er die Beschleunigungsphase in folgender Weise:
Ein Steuerhebel 27, mit dem die Trolling-Soll-Drehzahl eingestellt wird, wird kurzzeitig im Sinne einer Reduzierung der eingestellten Trolling-Soll-Drehzahl verstellt. Bei diesem kurzzeitigen Zurücknehmen wird ein negativer Verstellgradient erzeugt, der dem Steuergerät 12 übermittelt wird. Von dem Steuergerät 12 wird dieses Steuersignal dahingehend interpretiert, daß die Beschleunigungsphase beendet werden soll. Das kurzzeitige Zurücknehmen der eingestellten Trolling-Soll-Drehzahl ist (dritte Abbildung von oben) dadurch schematisch angedeutet, daß in der ansonsten als gerade verlaufenden Kennlinie der Trolling-Soll-Drehzahl eine Einkerbung ersichtlich ist. Sobald die Steuerelektronik das Steuersignal empfangen hat, wird der Kupplungsdruck auf einen Wert reduziert, der dem Kupplungsdruck entspricht, wie er der Trolling-Soll-Drehzahl bzw. der Propellerwellendrehzahl bzw. einer gewünschten Schiffsgeschwindigkeit entspricht.
Die Wirksamkeit der Umsteuerhilfe wird bei Betrachtung der unteren Abbildung der Fig. 2 deutlich. Nach Schalten der Vorwärtsfahrtrichtung und nach Durchlaufen der Schiffsgeschwindigkeit von Null steigt die Schiffsgeschwindigkeit in Vorwärtsfahrtrichtung relativ schnell an, bis der Schiffsführer durch Erzeugen des Steuersignals auf die vorstehend beschriebene Art und Weise die Beschleunigungsphase beendet. Dieses Zeitverhalten ist in der unteren Abbildung mit den durchgezogenen dicken Linien gekennzeichnet. Im Vergleich hierzu zeigt die gestrichelte Linie 28 das Zeitverhalten des Schiffes ohne Umsteuerhilfe. Ersichtlich ist, daß die gewünschte Schiffsgeschwindigkeit in Vorwärtsfahrtrichtung zu einem vergleichsweise sehr viel späteren Zeitpunkt erreicht wird.
Eine weitere Umsteuerhilfe, die mit der vorstehend erläuterten verwandt ist, besteht darin, daß im Trolling-Betrieb die Kupplung 4 nach Schalten der Vorwärtsfahrtrichtung zunächst vollständig geschlossen wird. Dadurch wird das Schiff mit einem Schub beschleunigt, der der gewählten Motordrehzahl proportional ist. Sobald das Schiff unter Berücksichtigung der Systemdynamik die gewünschte Geschwindkeit erreicht hat, unterbricht die Steuerelektronik 12 die Beschleunigung mit geschlossener Kupplung und stellt die Trolling-Drehzahl an der Propellerwelle ein, bis die Soll-Geschwindigkeit erreicht ist. Zur Ermittlung der Geschwindigkeit dient der erwähnte Sensor 16. Im Unterschied zur ersten Umsteuerhilfe kann diese Art der Umsteuerhilfe automatisiert ablaufen.
Aus der Abbildung entsprechend Fig. 3 ist eine dritte Möglichkeit einer Umsteuerhilfe zu ersehen. Aus der vierten Abbildung von oben geht hervor, daß die Kupplung 4 beim Schalten der Vorwärtsfahrtrichtung zunächst so weit geschlossen wird, daß sich unmittelbar die vorgewählte Trolling-Drehzahl und Drehrichtung an der Propellerwelle 6 einstellt. Die Steuerelektronik 12 hält auch die Propellerwellendrehzahl konstant, und zwar entgegen einem am Propeller 7 wirkenden Turbinen-Antriebsmoment. Die erläuterte Umsteuerhilfe ist besonders dann vorteilhaft einzusetzen, wenn Manöver gefahren werden sollen, die eine langsame Geschwindigkeitssteigerung erfordern, wie dies zum Beispiel beim Anschleppen erwünscht ist.
Mit dem Betriebsschalter 24 kann eine Umsteuerhilfe an- bzw. vorgewählt werden. Besonders flexibel ist das erfindungsgemäße Steuersystem dann, wenn sämtliche Umsteuerhilfen auf Wunsch verfügbar sind. In diesem Fall hat der Schiffsführer die Möglichkeit, über den Betriebsschalter 24 eine - aus insgesamt drei verfügbaren - Umsteuerhilfe 4 vorzuwählen. Die Antriebsanlage des Schiffes wird in diesem Fall für praktische Verhältnisse jeder Situation gerecht.
Den Diagrammen entsprechend den Fig. 4 bis 6 lassen sich die Drehzahlverhältnisse in Abhängigkeit der Schwenkwinkel der ihnen zugeordneten Steuerhebel entnehmen. Dem Diagramm entsprechend Fig. 4 liegt ein Deckschalter zugrunde, der zwei Steuerhebel aufweist. Ein erster Steuerhebel erlaubt das Schalten einer bestimmten Fahrtrichtung und das Einstellen einer bestimmten Motordrehzahl . Ein weiterer Steuerhebel läßt die Einstellung einer bestimmten Trolling-Soll-Drehzahl zu.
Dem Diagramm nach Fig. 5 liegt ein Deckschalter mit einem Steuerhebel zugrunde. Mit diesem Steuerhebel kann eine bestimmte Fahrtrichtung und eine bestimmte Motordrehzahl vorgewählt werden. In dem Bereich, in dem Motordrehzahlen eingestellt werden können, die auch für den Trolling-Betrieb zulässig bzw. geeignet sind, ist die Anordnung so getroffen, daß eine Überlagerung der Sollwerteinstellung für eine Trolling-Drehzahl selbsttätig mit Priorität stattfindet. Diese Bereiche, in denen dann im Langsamfahrt-Modus gefahren wird, sind mit gestrichelten Linien 31 eingezeichnet. Es ist vorteilhaft, daß die Drehzahlen so überlagert werden, daß bei einer minimalen Motordrehzahl eine minimale Trolling-Drehzahl eingestellt wird. Der im Trolling-Betrieb maximal zulässigen Motordrehzahl ist dann die maximal mögliche Trolling-Drehzahl zugeordnet.
Dem Diagramm entsprechend Fig. 6 liegt ein Deckschalter zugrunde, der entweder einen oder auch zwei Steuerhebel aufweisen kann. Im Reise-Modus wird mit einem bzw. beiden Steuerhebeln die Fahrtrichtung geschaltet und eine Motordrehzahl eingestellt (durchgezogene Linie). Im Trolling-Betrieb ist mit einem Steuerhebel eine Vorgabe der Trolling-Propellerwellendrehzahl möglich (gestrichelte Linien). Das elektronische Steuergerät 12 bzw. eine gesonderte Motorelektronik ordnet einer vorgewählten Trolling-Drehzahl eine bestimmte Motor-Drehzahl zu. Diese Zuordnung erfolgt in Abhängigkeit bestimmter Betriebsparameter des Motors bzw. des Getriebes. Bei diesen Betriebsparametern handelt es sich um charakteristische Kenngrößen, wie beispielsweise den Kraftstoffverbrauch, die thermische Belastung der Kupplung oder auch Abgasemissionswerten.
In Fig. 7 ist schematisch der Steuerhebel 27 oder Fahrschalter, mit dem eine Trolling-Drehzahl eingestellt werden kann, abgebildet. Der Steuerhebel 27 ist zwischen zwei Endlagen (z. B. 0 % und 100 %) schwenkbar. In einem Sektor 29, der sich an eine Endlage (0 %) anschließt, ist der Steuerhebel 27 nur gegen einen Widerstand, beispielsweise die Kraft einer Druckfeder 30, im Sinne einer weiteren Reduzierung verschwenkbar. Mit dieser Maßnahme wird erreicht, daß ein negativer Verstellgradient auch dann erzeugt werden kann, wenn sich der Steuerhebel 27 in einer Endlage befindet, aus der heraus eine weitere Reduzierung der Trolling-Solldrehzahl tatsächlich nicht mehr möglich ist. Die vorstehend erläuterte Maßnahme erhöht die passive Sicherheit des Systems.

Bezugszeichen

1: Motor
2: Abtriebswelle
3: Getriebe
4: Kupplung
5: Kupplungsdrucksteller
6: Propellerwelle
7: Propeller
8: Drehzahlsensor
9: Drehzahlsensor
10: Fahrtrichtungssteller
11: Temperatursensor
12: Steuerelektronik
13: Baueinheit
14: elektrische Leitung
15: Steuerstation
16: Sensor für Schiffsgeschwindigkeit
17: Systemstecker
18: Befehlsgeber
19: Sollwertgeber
20: Kontrollampe
21: Warnleuchte
22: Warnleuchte
23: Betriebsschalter
24: Betriebsschalter
25: Taste
26: Taste
27: Steuerhebel, Fahrschalter
28: gestrichelte Linie
29: Sektor
30: Druckfeder
31: gestrichelte Linie

Claims

Steuersystem zum Betrieben einer Antriebsanlage eines Schiffes mit mindestens einem Motor (1), der über ein Getriebe (3) mit mindestens einer regelbaren Kupplung (4) für Vorwärts- und Rückwärtsfahrt eine Propellerwelle (6) treibt,, mit Steuer- und Sensormitteln (5, 8, 9, 10, 11, 12, 16, 17, 27) zum Beeinflussen der Motordrehzahl und/oder des Schlupfgrades der Kupplung (4) mit mindestens einer Steuerstation (15) mit Steuermitteln (18 - 26) zur Einstellung der Fahrtrichtung und Geschwindigkeit des Schiffes durch Betätigen mindestens eines Steuerhebels (27) sowie einer Steuerelektronik (12) zum Verarbeiten von Ein- und Ausgangssignalen, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Betriebsart (Langsamfahrt-Modus, Trolling) der Antriebsanlage die Kupplung (4) nach Schalten der Fahrtrichtung vollständig geschlossen wird und die Beschleunigungsphase durch Übermittlung eines Steuersignals, welches der aus einer Reduzierung der Trolling-Drehzahl resultierende negative Verstellgradient eines Steuerhebels ist, an die Steuerelektronik (12) durch Überführen der Kupplung (4) in den geregelten Schlupfbetrieb beendet wird.
Steuersystem nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Betriebsart (Langsamfahrt-Modus, Trolling) der Antriebsanlage die Kupplung (4) nach Schalten der Fahrtrichtung vollständig geschlossen wird und die Beschleunigungsphase durch Übermittlung eines Steuersignals, das das Erreichen einer definierten Schiffsgeschwindigkeit anzeigt, an die Steuerelektronik (12) bei geschlossener Kupplung (4) durch Einstellen der Drehzahl der Propellerwelle (6) auf eine Trolling-Drehzahl beendet wird.
Steuersystem nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Betriebsart (Langsamfahrt-Modus, Trolling) der Antriebsanlage die Kupplung (4) so weit geschlossen wird, daß die vorgewählte Trolling-Drehzahl und Drehrichtung an der Propellerwelle (6) eingestellt wird und die Steuerelektronik (12) im Übergangsbereich, in dem der Propeller (7) als Turbine wirken kann, die vorgewählte Propellerwellendrehzahl konstant hält.
Steuersystem mit einer Steuerstation (15), über die die Betriebsweise der Antriebsanlage kontrollierbar ist, nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel (Betriebsschalter 24) zur Vorwahl einer Umsteuersequenz vorhanden sind.
Steuersystem mit mindestens einer Steuerstation (15) mit mindestens einem Steuerhebel, der zur Wahl der Fahrtgeschwindigkeit im Langsamfahrt-Modus zwischen zwei Endlagen schwenkbar ist, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerhebel (27) in einem an eine der Endlagen angrenzenden Bereich gegen einen Widerstand verstellbar ist.
Steuersystem mit mindestens einer Steuerstation (15) mit einem Steuerhebel zur Wahl der Fahrtgeschwindigkeit durch Verstellen der Motordrehzahl im Reise-Modus nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Bereich des Steuerhebels, in dem für Langsamfahrt zulässige Motordrehzahlen einstellbar sind, eine Überlagerung der Einstellung des Sollwerts der Propellerwellendrehzahl mit Priorität stattfindet, so daß in diesem Bereich die Antriebsanlage im Langsamfahrt-Modus betrieben wird.
Steuersystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Überlagerung mit elektrischen Mitteln erfolgt.
Steuersystem nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß einer vorgewählten Propellerwellendrehzahl für den Langsamfahrt-Modus selbsttätig eine betriebsparameterabhängige Motordrehzahl durch die Steuerelektronik (12) zugeordnet wird.