EP1193173A2 - Regelsystem für einen Schiffsantrieb - Google Patents

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Publication number
EP1193173A2
EP1193173A2 EP20010122809 EP01122809A EP1193173A2 EP 1193173 A2 EP1193173 A2 EP 1193173A2 EP 20010122809 EP20010122809 EP 20010122809 EP 01122809 A EP01122809 A EP 01122809A EP 1193173 A2 EP1193173 A2 EP 1193173A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
ship
value
speed
setpoint
control system
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP20010122809
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Klaus-Martin Dipl.-Ing. Weyermann
Markus Maria Dipl.-Ing. Müller
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rolls Royce Solutions GmbH
Original Assignee
MTU Friedrichshafen GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by MTU Friedrichshafen GmbH filed Critical MTU Friedrichshafen GmbH
Publication of EP1193173A2 publication Critical patent/EP1193173A2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H3/00—Propeller-blade pitch changing
    • B63H3/10—Propeller-blade pitch changing characterised by having pitch control conjoint with propulsion plant control
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H21/00—Use of propulsion power plant or units on vessels
    • B63H21/22—Use of propulsion power plant or units on vessels the propulsion power units being controlled from exterior of engine room, e.g. from navigation bridge; Arrangements of order telegraphs
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D29/00—Controlling engines, such controlling being peculiar to the devices driven thereby, the devices being other than parts or accessories essential to engine operation, e.g. controlling of engines by signals external thereto
    • F02D29/02—Controlling engines, such controlling being peculiar to the devices driven thereby, the devices being other than parts or accessories essential to engine operation, e.g. controlling of engines by signals external thereto peculiar to engines driving vehicles; peculiar to engines driving variable pitch propellers

Definitions

  • the invention relates to a control system for a ship propulsion system with a driving lever, whose position represents a desired performance, with a setpoint specification for Specification of a setpoint depending on the position of the drive lever and with a Speed control loop for speed control of a motor based on the setpoint.
  • Such a control system is known for example from DE 198 12 514 C2. From the DE 195 15 481 C2 in turn is a control system for a ship propulsion system Variable pitch propeller known. With this control system, the setpoint specification is calculated in Depending on the position of the drive lever, a setpoint for the speed control loop and a setpoint for the control loop of the variable pitch propeller.
  • the invention is based on the object of operating a ship propulsion system simplify.
  • Vessel speed control loop for vessel speed control is activated.
  • the ship's speed control loop acts on the speed control loop.
  • the The ship's speed control loop in turn is largely determined by the position of the Drive lever determined. In other words: in the first mode of operation is dependent the position of the drive lever set a corresponding speed of the engine.
  • the second operating mode is also the ship's speed via the control lever specified.
  • the solution according to the invention and its configurations offer the advantage that exclusively via a control element, i.e. the drive lever, the ship's drive can be adjusted accordingly.
  • a control element i.e. the drive lever
  • the result is a significantly simplified one Service.
  • the setpoint specification is used the setpoint for all motors and variable pitch propellers is specified.
  • the available drive power of the motors is also taken into account here. This has the advantage that the motors are utilized evenly.
  • FIG 1 is a greatly simplified block diagram of a propulsion system for a ship shown.
  • the propeller 7 is designed as an adjustable propeller. Accordingly is a speed control loop, consisting of the engine speed controller 3 and engine 4, and a variable-pitch propeller control loop, consisting of variable-pitch propeller controller 5 and Propeller adjustment device 6, shown.
  • the invention is also at a drive system with a fixed propeller applicable. In this case the Variable-pitch propeller control loop is eliminated.
  • a driving lever 1 is shown. As is known, the ship's captain gives the direction of travel and via this control lever 1 the position FS the performance request.
  • the drive lever 1 has a Selection device for selecting the operating mode, signal MOD, on.
  • the setpoint specification 2 is given as further input signal the actual ship speed vIST. In practice, this is Actual ship speed vIST provided by a ship log or the GPS.
  • the setpoint specification 2 has a setpoint nSW as output variables, correspondingly a speed value, and a target value PhiSW, corresponding to a slope for the Propeller.
  • the setpoint nSW is therefore the reference variable for the speed control loop.
  • the speed control of the motor 4 is carried out in a known manner a control deviation is determined from the setpoint nSW and the actual speed value nIST. From this control deviation, the engine speed controller 3 determines which manipulated variable the motor 4 is supplied.
  • the speed of the motor 4 then corresponds to the actual speed value nIST.
  • the pitch angle setpoint of the variable pitch propeller becomes PhiSW and the actual pitch angle value PhiIST determined a control deviation.
  • Out the control propeller controller 5 calculates a control variable for this control deviation Propeller adjustment device 6.
  • the output variable of the propeller adjustment device 6 in turn corresponds to the pitch angle actual value PhiIST of the variable pitch propeller.
  • the setpoint specification 2 specifies the setpoint nSW (i) and PhiSW (j) for all motors, the run variable i corresponding to the number of motors 4 and j to the number of propellers 7 equivalent.
  • the drive power is also taken into account. If, for example, the currently available propulsion power is not sufficient to achieve the desired ship speed, the reduction in the setpoint PhiSW (j) reduces the pitch of the propeller and at the same time increases the engine speed by increasing the setpoint nSW (i).
  • An electric motor or a gas turbine can of course also be used as the ship's drive as the motor 4. Instead of a fixed or adjustable propeller, a waterjet can also be used.
  • a block diagram of the setpoint specification 2 is shown in FIG.
  • the input variables are: The position FS of the control lever 1, the actual ship speed vIST and that Signal MOD, the value of which is the first operating mode MOD1 or second operating mode MOD2 indicates.
  • the output variables of setpoint specification 2 are: The setpoint nSW and the setpoint PhiSW.
  • a drive system with several motors and several Propellers 7 sets the setpoint 2 a corresponding number of setpoints nSW (i) or PhiSW (j) ready, where the running variable i corresponds to the number of motors 4 and j corresponds to the number of propellers 7.
  • this embodiment is by two Arrows labeled.
  • a display 12 is a further output variable of the setpoint specification 2 shown.
  • the ship's speed setpoint vSW becomes permanent for the skipper represents, d. H. regardless of the selected operating mode.
  • the display 12 can Driving lever 1 can be integrated.
  • the ship's captain can already use this display 12 Activation of the second operating mode MOD2 the desired ship speed to adjust.
  • the setpoint specification 2 has the following function blocks: characteristic curve 8, PI element 9, comparator 10 and map 11. Via the characteristic 8, the position FS of the Travel lever 1 calculates the ship's speed setpoint vSW.
  • the display 12 will the ship's speed setpoint vSW is shown to the skipper, which with the current drive configuration (motor connected and coupled) can be reached.
  • the first drive lever value FS1 and the position FS of the drive lever 1 and the signal of the operating mode, corresponding to MOD1 or MOD2, represent the Input variables of the comparator 10.
  • the comparator 10 determines depending on the Operating mode a second drive lever value FS2 as an output variable. This is on that Map 11 performed.
  • the second drive lever value FS2 becomes the characteristic diagram 11 Setpoints nSW and PhiSW or nSW (i) and PhiSW (j) are calculated.
  • the comparator 10 sets the second driving lever value FS2 to the value corresponding to the position FS of the driving lever 1.
  • the setpoints nSW and PhiSW are thus directly coupled to the position FS of the driving lever 1, ie Speed control loop is active.
  • the second drive lever value FS2 is calculated as a function of the position FS of the drive lever 1 and the first drive lever value FS1.
  • the ship's speed control loop is thus active in addition to the speed control loop.
  • the setpoint specification 2 calculates the setpoint for the speed control loop nSW and the setpoint PhiSW for the variable-pitch propeller control loop depending on the available drive power. If, for example, the currently available propulsion power is not sufficient to achieve the desired ship speed, the slope of the propeller is reduced by reducing the setpoint PhiSW and, at the same time, the engine speed is increased by increasing the setpoint nSW.
  • FIG. 1 A program flow chart is shown in FIG. After initializing a electronic control unit, the operating mode MOD is queried in step S1. Will the first operating mode MOD 1 is detected, the program flow is carried out with steps S2 to Go through S4. If the second operating mode MOD2 is determined, the Run through the program sequence with steps S5 to S19.
  • step S2 the speed control is activated in step S2.
  • step S3 the second drive lever value FS2 becomes the value set according to the position FS of the drive lever 1.
  • step S4 in The setpoint nSW or PhiSW is calculated as a function of the second drive lever value FS2. The program flow then branches to point A and continues with step S 1.
  • step S5 in addition to the speed control, the ship speed control activated after checking for admissibility.
  • the activation of the ship's speed control is permissible if the actual ship speed vIST is a plausible one Has value. If the actual ship speed vIST is not plausible, for example, because there is no value due to a fault, the first one Operating mode MOD1 activated.
  • it can be checked whether the drive lever 1 is located in the driving area. For example, when maneuvering in the port is one Vessel speed control does not make sense.
  • Driving lever position FS read.
  • step S7 the position FS of the driving lever becomes 1 a ship speed target value vSW is calculated using characteristic curve 8.
  • step S8 the Actual ship speed vIST read in.
  • the actual ship speed can are provided by a ship log or GPS.
  • step S9 is off a ship speed deviation from the target and actual value of the ship speed dv calculated.
  • step S10 it is checked whether the ship speed deviation dv is greater than a limit value GW. If the test result is positive, step S11 also issued an error message to the skipper and the program continued at step S12.
  • the error message can be, for example, an acoustic or visual alarm.
  • Step S12 a first drive lever value FS1 from the ship speed deviation dv certainly. It is then checked in step S13 whether the first drive lever value FS1 is within a tolerance band, correspondingly represented by the limit values GW1 and GW2, lies. If this is not the case, the first drive lever value FS1 becomes one in step S14 fixed value is limited and the program continues at step S15. At step S13 found that the first drive lever value FS1 lies within the tolerance band, then at step S15 depending on the position FS of the drive lever 1 and the first Driving lever value FS 1 calculates a second driving lever value FS2.
  • step F16 checked whether this second drive lever value FS2 is within a tolerance band, accordingly represented by the two limit values GW1 and GW2. Is not this if this is the case, this second driving lever value is limited to a fixed value in step S17. If the test result in step S16 is positive, then step S18 depends on the second driving lever value FS2 the setpoint nSW or PhiSW by means of the map 11 calculated. The program flow then branches to point A and the program starts again at step S1.

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Abstract

Vorgeschlagen wird ein Regelsystem für einen Schiffsantrieb (7), bei dem in einer ersten Betriebsart ein Drehzahl-Regelkreis (3, 4) aktiviert wird und in einer zweiten Betriebsart zusätzlich ein Schiffsgeschwindigkeits-Regelkreis zur Schiffsgeschwindigkeits-Regelung aktiviert wird. Bei aktivierter zweiter Betriebsart wirkt der Schiffsgeschwindigkeits-Regelkreis auf den Drehzahl-Regelkreis (3, 4) ein. Der Schiffgeschwindigkeits-Regelkreis wiederum wird maßgeblich von der Stellung (FS) des Fahrhebels (1) bestimmt. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Regelsystem für einen Schiffsantrieb mit einem Fahrhebel, dessen Stellung einen Leistungswunsch repräsentiert, mit einer Sollwert-Vorgabe zur Vorgabe eines Sollwerts in Abhängigkeit der Stellung des Fahrhebels und mit einem Drehzahl-Regelkreis zur Drehzahl-Regelung eines Motors anhand des Sollwerts.
Ein derartiges Regelsystem ist beispielsweise aus der DE 198 12 514 C2 bekannt. Aus der DE 195 15 481 C2 wiederum ist ein Regelsystem für einen Schiffsantrieb mit Verstellpropeller bekannt. Bei diesem Regelsystem berechnet die Sollwert-Vorgabe in Abhängigkeit der Stellung des Fahrhebels einen Sollwert für den Drehzahl-Regelkreis und einen Sollwert für den Regelkreis des Verstellpropellers.
Beiden Regelsystemen ist gemeinsam, dass sich in Abhängigkeit der Stellung des Fahrhebels eine entsprechende Drehzahl am Schiffsantrieb bzw. Schiffsgeschwindigkeit einstellt. Die resultierende Schiffsgeschwindigkeit kann sich jedoch auf Grund von äußeren Einflüssen, beispielsweise Wellengang und Wind, ändern. Hieraus entsteht in der Praxis nun das Problem, dass eine konstant gewünschte Schiffsgeschwindigkeit nur dadurch zu erreichen ist, indem der Schiffsführer über manuelle Korrektur des Fahrhebels die Störgrößen ausgleicht.
Der Erfindung liegt insofern die Aufgabe zu Grunde, die Bedienung eines Schiffsantriebs zu vereinfachen.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen hierzu dargestellt.
Erfindungsgemäß wird somit vorgeschlagen, dass neben der Drehzahl-Regelung des Motors, entsprechend einer ersten Betriebsart, in einer zweiten Betriebsart zusätzlich ein Schiffsgeschwindigkeits-Regelkreis zur Schiffsgeschwindigkeits-Regelung aktiviert wird. Der Schiffsgeschwindigkeits-Regelkreis wirkt auf den Drehzahl-Regelkreis ein. Der Schiffgeschwindigkeits-Regelkreis wiederum wird maßgeblich von der Stellung des Fahrhebels bestimmt. Mit anderen Worten: In der ersten Betriebsart wird in Abhängigkeit der Stellung des Fahrhebels eine entsprechende Drehzahl des Motors eingestellt. In der zweiten Betriebsart wird ebenfalls über den Fahrhebel die Schiffsgeschwindigkeit vorgegeben.
Die erfindungsgemäße Lösung und deren Ausgestaltungen bieten den Vorteil, dass ausschließlich über ein Bedienelement, also der Fahrhebel, der Schiffsantrieb entsprechend eingestellt werden kann. Über die Regelung der Schiffsgeschwindigkeit werden die äußeren Einflüsse mitberücksichtigt, so dass ein manuelles Nachführen des Fahrhebels entfällt. In Konsequenz ergibt sich somit eine wesentlich vereinfachte Bedienung. Bei einem Schiffsantrieb mit mehreren Motoren wird über die Sollwert-Vorgabe der Sollwert für alle Motoren sowie Verstellpropeller vorgegeben. Bei der Berechnung des Sollwerts wird hierbei die verfügbare Antriebsleistung der Motoren mitberücksichtigt. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass die Motoren gleichmäßig ausgelastet werden.
In den Zeichnungen ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel dargestellt. Es zeigen:
Figur 1
ein Blockschaltbild;
Figur 2
Blockschaltbild der Sollwert-Vorgabe;
Figur 3
ein Programmablaufplan
In Figur 1 ist ein stark vereinfachtes Blockschaltbild einer Antriebsanlage für ein Schiff dargestellt. Der Propeller 7 ist hierbei als Verstellpropeller ausgeführt. Dementsprechend ist ein Drehzahl-Regelkreis, bestehend aus dem Motordrehzahl-Regler 3 und Motor 4, und ein Verstellpropeller-Regelkreis, bestehend aus dem Verstellpropeller-Regler 5 und Propeller-Verstelleinrichtung 6, dargestellt. Selbstverständlich ist die Erfindung auch bei einer Antriebsanlage mit einem Festpropeller anwendbar. In diesem Fall würde der Verstellpropeller-Regelkreis entfallen. In Figur 1 ist ein Fahrhebel 1 dargestellt. Bekanntermaßen gibt der Schiffsführer über diesen Fahrhebel 1 die Fahrrichtung und über die Stellung FS den Leistungswunsch vor. Zusätzlich weist der Fahrhebel 1 eine Auswahleinrichtung zur Auswahl der Betriebsart, Signal MOD, auf. Beide Signale FS und MOD werden auf eine Sollwert-Vorgabe 2 geführt. Die Sollwert-Vorgabe 2 erhält als weiteres Eingangssignal den Schiffsgeschwindigkeits-lstwert vIST. In der Praxis wird dieser Schiffsgeschwindigkeits-lstwert vIST von einem Schiffs-Log oder dem GPS bereitgestellt. Die Sollwert-Vorgabe 2 besitzt als Ausgangsgrößen einen Sollwert nSW, entsprechend einem Drehzahlwert, und einen Sollwert PhiSW, entsprechend einer Steigung für den Verstellpropeller. Der Sollwert nSW ist somit die Führungsgröße für den Drehzahl-Regelkreis. Die Drehzahl-Regelung des Motors 4 erfolgt in bekannter Weise indem aus dem Sollwert nSW und dem Drehzahl-Istwert nIST eine Regelabweichung bestimmt wird. Aus dieser Regelabweichung bestimmt der Motordrehzahl-Regler 3 eine Stellgröße, welche dem Motor 4 zugeführt wird. Die Drehzahl des Motors 4 entspricht sodann dem Drehzahllstwert nIST. Parallel hierzu wird aus dem Steigungswinkel-Sollwert des Verstellpropellers PhiSW und dem Steigungswinkel-Istwert PhiIST eine Regelabweichung bestimmt. Aus dieser Regelabweichung berechnet der Vorstellpropeller-Regler 5 eine Stellgröße für die Propeller-Verstelleinrichtung 6. Die Ausgangsgröße der Propeller-Verstelleinrichtung 6 wiederum entspricht dem Steigungswinkel-Istwert PhiIST des Verstellpropellers.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass bei einer Antriebsanlage mit mehreren Motoren 4 die Sollwert-Vorgabe 2 den Sollwert nSW(i) und PhiSW(j) für alle Motoren vorgibt, wobei die Laufvariable i der Anzahl der Motoren 4 entspricht und j der Anzahl der Propeller 7 entspricht. Bei der Berechnung des Sollwerts wird hierbei die Antriebsleistung mitberücksichtigt. Wenn beispielsweise die momentan verfügbare Antriebsleistung nicht ausreicht, um die gewünschte Schiffsgeschwindigkeit zu erreichen, wird über die Verringerung des Sollwerts PhiSW(j) die Steigung des Propellers reduziert, und gleichzeitig über die Erhöhung des Sollwerts nSW(i) die Motordrehzahlen erhöht.
Als Motor 4 kann selbstverständlich auch ein Elektromotor oder eine Gasturbine als Schiffsantrieb verwendet werden. Statt eines Fest- oder Verstellpropellers kann auch ein Waterjet verwendet werden.
In Figur 2 ist ein Blockschaltbild der Sollwert-Vorgabe 2 dargestellt. Die Eingangsgrößen sind: Die Stellung FS des Fahrhebels 1, der Schiffsgeschwindigkeits-lstwert vIST und das Signal MOD, dessen Wert den ersten Betriebsmodus MOD1 bzw. zweiten Betriebmodus MOD2 kennzeichnet. Die Ausgangsgrößen der Sollwert-Vorgabe 2 sind: Der Sollwert nSW und der Sollwert PhiSW. Bei einer Antriebsanlage mit mehreren Motoren und mehreren Propellern 7 stellt die Sollwert-Vorgabe 2 eine entsprechende Anzahl an Sollwerten nSW(i) bzw. PhiSW(j) bereit, wobei die Laufvariable i der Anzahl der Motoren 4 entspricht und j der Anzahl der Propeller 7 entspricht. In Figur 2 ist diese Ausführungsform durch zwei Pfeile bezeichnet. Als weitere Ausgangsgröße der Sollwert-Vorgabe 2 ist eine Anzeige 12 dargestellt. Dem Schiffsführer wird der Schiffsgeschwindigkeits-Sollwert vSW permanent darstellt, d. h. unabhängig vom ausgewählten Betriebsmodus. Die Anzeige 12 kann im Fahrhebel 1 integriert sein. Mittels dieser Anzeige 12 kann der Schiffsführer bereits vor Aktivierung des zweiten Betriebsmodus MOD2 die gewünschte Schiffsgeschwindigkeit einstellen. Die Sollwert-Vorgabe 2 weist folgende Funktionsblöcke auf: Kennlinie 8, Pl-Glied 9, Vergleicher 10 und Kennfeld 11. Über die Kennlinie 8 wird aus der Stellung FS des Fahrhebels 1 der Schiffsgeschwindigkeits-Sollwert vSW berechnet. Bei der Berechnung des Schiffsgeschwindigkeits-Sollwert vSW wird die Anzahl der sich im Betrieb und im eingekuppelten Zustand befindenden Motoren mitberücksichtigt. In der Anzeige 12 wird dem Schiffsführer derjenige Schiffsgeschwindigkeits-Sollwert vSW dargestellt, welcher mit der aktuellen Antriebs-Konfiguration (Motor an und eingekuppelt) erreichbar ist. Aus dem Schiffsgeschwindigkeits-Sollwert vSW und dem Schiffsgeschwindigkeits-Istwert vIST wird eine Schiffsgeschwindigkeits-Abweichung dv bestimmt. Aus dieser Schiffsgeschwindigkeits-Abweichung dv wird mittels des PI-Glieds 9 ein erster Fahrhebel-Wert FS1 bestimmt. Der erste Fahrhebel-Wert FS1 sowie die Stellung FS des Fahrhebels 1 und das Signal der Betriebsart, entsprechend MOD1 oder MOD2, stellen die Eingangsgrößen des Vergleichers 10 dar. Der Vergleicher 10 bestimmt in Abhängigkeit der Betriebsart einen zweiten Fahrhebel-Wert FS2 als Ausgangsgröße. Dieser ist auf das Kennfeld 11 geführt. Über das Kennfeld 11 wird aus dem zweiten Fahrhebel-Wert FS2 die Sollwerte nSW und PhiSW bzw. nSW(i) und PhiSW(j) berechnet.
In der ersten Betriebsart MOD1 setzt der Vergleicher 10 den zweiten Fahrhebel-Wert FS2 auf den Wert entsprechend der Stellung FS des Fahrhebels 1. In der ersten Betriebsart MOD1 sind somit die Sollwerte nSW und PhiSW unmittelbar an die Stellung FS des Fahrhebels 1 gekoppelt, d. h. der Drehzahl-Regelkreis ist aktiv. In der zweiten Betriebsart MOD2 wird der zweite Fahrhebel-Wert FS2 in Abhängigkeit der Stellung FS des Fahrhebels 1 und dem ersten Fahrhebel-Wert FS1 berechnet. In der zweiten Betriebsart MOD2 ist somit zusätzlich zum Drehzahl-Regelkreis der Schiffsgeschwindigkeits-Regelkreis aktiv.
Bei einer Antriebsanlage mit Verstellpropeller berechnet die Sollwert-Vorgabe 2 den Sollwert für den Drehzahlregelkreis nSW und den Sollwert PhiSW für den Verstellpropeller-Regelkreis in Abhängigkeit der verfügbaren Antriebsleistung. Wenn beispielsweise die momentan verfügbare Antriebsleistung nicht ausreicht, um die gewünschte Schiffsgeschwindigkeit zu erreichen, wird über die Verringerung des Sollwerts PhiSW die Steigung des Propellers reduziert, und gleichzeitig über die Erhöhung des Sollwerts nSW die Motordrehzahlen erhöht.
In Figur 3 ist ein Programmablaufplan dargestellt. Nach der Initialisierung eines elektronischen Steuergeräts wird bei Schritt S1 die Betriebsart MOD abgefragt. Wird die erste Betriebsart MOD 1 detektiert, so wird der Programmablauf mit den Schritten S2 bis S4 durchlaufen. Wird die zweite Betriebsart MOD2 festgestellt, so wird der Programmablauf mit den Schritten S5 bis S19 durchlaufen.
In der ersten Betriebsart MOD1 wird bei Schritt S2 die Drehzahl-Regelung aktiviert. Bei einer Antriebsanlage mit einem Verstellpropeller wird zusätzlich die Steigungswinkel-Regelung Phi aktiviert. Im·Schritt S3 wird der zweite Fahrhebelwert FS2 auf den Wert entsprechend der Stellung FS des Fahrhebels 1 gesetzt. Bei Schritt S4 wird in Abhängigkeit des zweiten Fahrhebel-Werts FS2 der Sollwert nSW bzw. PhiSW berechnet. Danach verzweigt der Programmablauf zum Punkt A und fährt mit dem Schritt S 1 fort.
In der zweiten Betriebsart MOD2, entsprechend der Schiffsgeschwindigkeits-Regelung, wird bei Schritt S5 neben der Drehzahl-Regelung die Schiffsgeschwindigkeits-Regelung nach Prüfung auf Zulässigkeit aktiviert. Die Aktivierung der Schiffsgeschwindigkeits-Regelung ist dann zulässig, wenn der Schiffsgeschwindigkeits-lstwert vIST einen plausiblen Wert aufweist. Bei einem nicht plausiblen Schiffsgeschwindigkeits-Istwert vIST, beispielsweise weil auf Grund einer Störung kein Wert vorliegt, wird der erste Betriebsmodus MOD1 aktiviert. Ergänzend kann geprüft werden, ob der Fahrhebel 1 sich im Vorausfahrbereich befindet. Beispielsweise beim Manövrieren im Hafen, ist eine Schiffsgeschwindigkeits-Regelung nicht sinnvoll. Bei Schritt S6 wird sodann die Fahrhebelstellung FS eingelesen. Bei Schritt S7 wird aus der Stellung FS des Fahrhebels 1 ein Schiffsgeschwindigkeits-Sollwert vSW mittels der Kennlinie 8 berechnet. Parallel wird hierzu eine Prüfung auf Zulässigkeit durchgeführt. Bei der Berechnung des Schiffsgeschwindigkeits-Sollwert vSW wird die Anzahl der sich im Betrieb und im eingekuppelten Zustand befindenden Motoren mitberücksichtigt. Bei Schritt S8 wird der Schiffsgeschwindigkeits-lstwert vIST eingelesen. Der Schiffsgeschwindigkeits-Istwert kann hierbei von einem Schiffs-Log oder vom GPS bereitgestellt werden. Bei Schritt S9 wird aus dem Soll- und Istwert der Schiffsgeschwindigkeit eine Schiffsgeschwindigkeits-Abweichung dv berechnet. Bei Schritt S10 wird geprüft, ob die Schiffsgeschwindigkeits-Abweichung dv größer einem Grenzwert GW ist. Bei positivem Prüfergebnis wird bei Schritt S11 zusätzlich eine Fehlermeldung an den Schiffsführer ausgegeben und das Programm bei Schritt S12 fortgesetzt. Die Fehlermeldung kann beispielsweise als akustischer oder visueller Alarm ausgeführt sein. Bei negativem Prüfergebnis im Schritt S10, wird bei Schritt S12 aus der Schiffsgeschwindigkeits-Abweichung dv ein erster Fahrhebel-Wert FS1 bestimmt. Danach wird bei Schritt S13 geprüft, ob der erste Fahrhebel-Wert FS1 innerhalb eines Toleranzbandes, entsprechend dargestellt durch die Grenzwerte GW1 und GW2, liegt. Ist dies nicht der Fall, so wird bei Schritt S14 der erste Fahrhebel-Wert FS1 auf einen festen Wert limitiert und das Programm bei Schritt S 15 fortgesetzt. Wird bei Schritt S13 festgestellt, dass der erste Fahrhebel-Wert FS1 innerhalb des Toleranzbandes liegt, so wird bei Schritt S15 in Abhängigkeit der Stellung FS des Fahrhebels 1 und des ersten Fahrhebel-Werts FS 1 ein zweiter Fahrhebel-Wert FS2 berechnet. Danach wird bei Schritt F16 geprüft, ob dieser zweite Fahrhebel-Wert FS2 innerhalb eines Toleranzbandes, entsprechend dargestellt durch die beiden Grenzwerte GW1 und GW2, liegt. Ist dies nicht der Fall, so wird bei Schritt S17 dieser zweite Fahrhebel-Wert auf einen Festwert begrenzt. Bei positivem Prüfergebnis im Schritt S16 wird dann bei Schritt S18 in Abhängigkeit des zweiten Fahrhebel-Werts FS2 der Sollwert nSW bzw. PhiSW mittels des Kennfelds 11 berechnet. Danach verzweigt der Programmablauf zum Punkt A und das Programm beginnt wieder bei Schritt S1.
Bezugszeichenliste
1
Fahrhebel
2
Sollwert-Vorgabe
3
Motordrehzahl-Regler
4
Motor
5
Verstellpropeller-Regler
6
Propeller-Verstelleinrichtung
7
Propeller
8
Kennlinie
9
PI-Glied
10
Vergleicher
11
Kennfeld
12
Anzeige

Claims (17)

  1. Regelsystem für einen Schiffsantrieb mit einem Fahrhebel (1) dessen Stellung (FS) einen Leistungswunsch repräsentiert, mit einer Sollwert-Vorgabe (2) zur Vorgabe eines Sollwerts (nSW, PhiSW) in Abhängigkeit der Stellung (FS) des Fahrhebels (1) und mit einem Drehzahl-Regelkreis (3, 4) zur Drehzahl-Regelung eines Motors (4) anhand des Sollwerts (nSW), dadurch gekennzeichnet, dass in einer ersten Betriebsart (MOD1) der Drehzahl-Regelkreis (3, 4) aktiviert wird, in einer zweiten Betriebsart (MOD2) zusätzlich ein Schiffsgeschwindigkeits-Regelkreis (8 bis 11) zur Schiffsgeschwindigkeits-Regelung aktiviert wird, wobei der Schiffsgeschwindigkeits-Regelkreis (8 bis 11) auf den Drehzahl-Regelkreis (3, 4) einwirkt und der Schiffsgeschwindigkeits-Regelkreis (8 bis 11) wiederum maßgeblich von der Stellung (FS) des Fahrhebels (1) bestimmt wird.
  2. Regelsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei Aktivierung der zweiten Betriebsart (MOD2) geprüft wird, ob ein Schiffsgeschwindigkeits-Istwert (vIST) einen plausiblen Wert aufweist und bei einem nicht plausiblen Wert der erste Betriebsmodus (MOD1) aktiviert wird.
  3. Regelsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich geprüft wird, ob der Fahrhebel (1) sich im Vorausfahrbereich befindet.
  4. Regelsystem nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Schiffsgeschwindigkeits-Regelkreis (8 bis 11) Bestandteil der Sollwert-Vorgabe (2) ist.
  5. Regelsystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Sollwert-Vorgabe (2) eine Kennlinie (8), ein PI-Glied (9), einen Vergleicher (10) und ein Kennfeld (11) aufweist.
  6. Regelsystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Kennlinie (8) aus der Stellung (FS) des Fahrhebels (1) ein Schiffsgeschwindigkeits-Sollwert (vSW) berechnet wird (vSW=f(FS)), eine Schiffsgeschwindigkeits-Abweichung (dv) aus dem Schiffsgeschwindigkeits-Sollwert (vSW) und dem Schiffsgeschwindigkeits-lstwert (vIST) berechnet wird (dv=vSW-vIST) und mittels des PI-Glieds (9) aus der Schiffsgeschwindigkeits-Abweichung (dv) ein erster Fahrhebel-Wert (FS1) berechnet wird (FS1=f(dv)).
  7. Regelsystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Berechnung des Schiffsgeschwindigkeits-Sollwerts (vSW) die Anzahl der sich im Betrieb und eingekuppelten Zustand befindenden Motoren (4) mitberücksichtigt wird.
  8. Regelsystem nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schiffsgeschwindigkeits-Abweichung (dv) mit einem Grenzwert (GW) verglichen wird und bei positivem Ergebnis (dv>GW) zusätzlich eine Fehlermeldung ausgegeben wird.
  9. Regelsystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass geprüft wird, ob der erste Fahrhebel-Wert (FS1) innerhalb eines Toleranzbandes (GW1, GW2) liegt und bei einem nicht zulässigen ersten Fahrhebel-Wert (FS1) dieser auf eine Vorgabewert begrenzt wird.
  10. Regelsystem nach den Ansprüchen 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des Vergleichers (10) aus der Stellung (FS) des Fahrhebels (1) und dem ersten Fahrhebel-Wert (FS1) ein zweiter Fahrhebel-Wert (FS2) berechnet wird (FS2=f(FS, FS1)).
  11. Regelsystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass in der ersten Betriebsart (MOD1) der zweite Fahrhebelwert (FS2) auf den Wert entsprechend der Stellung (FS) des Fahrhebels (1) gesetzt wird (FS2=FS).
  12. Regelsystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass in der zweiten Betriebsart (MOD2) der Wert entsprechend der Stellung der (FS) des Fahrhebels (1) und der erste Fahrhebel-Wert (FS1) miteinander verglichen werden.
  13. Regelsystem nach den Ansprüchen 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass geprüft wird, ob der zweite Fahrhebel-Wert (FS2) innerhalb eines Toleranzbandes (GW1, GW2) liegt und bei einem nicht zulässigen zweiten Fahrhebel-Wert (FS2) dieser auf einen innerhalb des Toleranzbandes liegenden Vorgabewert begrenzt wird.
  14. Regelsystem nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des Kennfelds (11) aus dem zweiten Fahrhebel-Wert (FS2) der Sollwert (nSW, PhiSW) berechnet wird.
  15. Regelsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Antriebsanlage mit mehreren Motoren (4) und mehreren Verstellpropellern (7) der Sollwert (nSW(i), i =1, 2, 3...; PhiSW(j), j = 1, 2, 3...) für alle Motoren (4) von der Sollwert-Vorgabe (2) vorgegeben wird.
  16. Regelsystem nach Anspruch 1 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Antriebsanlage mit Verstellpropeller (7) der Sollwert für den Drehzahlregelkreis (nSW, nSW(i)) und der Sollwert (PhiSW, PhiSW(j)) für einen Verstellpropeller-Regelkreis (5, 6) in Abhängigkeit der verfügbaren Antriebsleistung (P) von der Sollwert-Vorgabe (2) berechnet wird.
  17. Regelsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste (MOD1) oder zweite Betriebsart (MOD2) mittels einer im Fahrhebel (1) integrierten Auswahleinrichtung aktiviert wird.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010123636A3 (en) * 2009-04-24 2011-07-21 General Electric Company Method and system for controlling propulsion systems

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006045685B4 (de) * 2006-09-27 2008-07-31 Mtu Friedrichshafen Gmbh Verfahren zur Regelung einer Schiffsantriebsanlage mit einem Oberflächenpropeller
AU2008257541C1 (en) 2007-06-01 2014-08-28 Siemens Aktiengesellschaft Method and apparatus for operation of a marine vessel hybrid propulsion system
DE102007031056B4 (de) * 2007-07-04 2009-04-02 Mtu Friedrichshafen Gmbh Verfahren zur Regelung von Schiffantriebsanlagen mit Oberflächenpropellern
DE102019131277B4 (de) * 2019-11-20 2022-03-17 Man Energy Solutions Se Verfahren zum Betreiben eines Schiffantriebssystems

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19515481C2 (de) 1995-04-27 1999-09-23 Mtu Friedrichshafen Gmbh Verfahren zur Lastregelung einer Antriebsanlage
DE19812514C2 (de) 1998-03-21 2000-01-13 Mtu Friedrichshafen Gmbh Regelvorrichtung und Verfahren zur Drehzahlregelung für einen Schiffsantrieb

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4112192A1 (de) * 1990-04-14 1991-10-17 Zahnradfabrik Friedrichshafen Steuersystem zum betreiben einer antriebsanlage eines schiffes
DE4125432A1 (de) * 1991-08-01 1993-02-04 Zahnradfabrik Friedrichshafen Steuersystem zum betreiben einer antriebsanlage eines schiffes

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19515481C2 (de) 1995-04-27 1999-09-23 Mtu Friedrichshafen Gmbh Verfahren zur Lastregelung einer Antriebsanlage
DE19812514C2 (de) 1998-03-21 2000-01-13 Mtu Friedrichshafen Gmbh Regelvorrichtung und Verfahren zur Drehzahlregelung für einen Schiffsantrieb

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010123636A3 (en) * 2009-04-24 2011-07-21 General Electric Company Method and system for controlling propulsion systems

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