EP2138397B1 - Kommandogeber und Verfahren zur Fernsteuerung eines Schiffsantriebes - Google Patents

Kommandogeber und Verfahren zur Fernsteuerung eines Schiffsantriebes Download PDF

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EP2138397B1
EP2138397B1 EP09163923A EP09163923A EP2138397B1 EP 2138397 B1 EP2138397 B1 EP 2138397B1 EP 09163923 A EP09163923 A EP 09163923A EP 09163923 A EP09163923 A EP 09163923A EP 2138397 B1 EP2138397 B1 EP 2138397B1
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Hans-Friedrich Meyer
Karl-Heinz Schweer
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    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
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    • B63H21/21—Control means for engine or transmission, specially adapted for use on marine vessels
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    • B63H21/21—Control means for engine or transmission, specially adapted for use on marine vessels
    • B63H21/213—Levers or the like for controlling the engine or the transmission, e.g. single hand control levers

Definitions

  • the present invention relates to a command transmitter for remote control of a marine propulsion system with at least one encoder setting lever pivotally mounted on a transmitter housing, which can be brought into coincidence via a latching mechanism with a corresponding scale of a display field arranged on the transmitter housing. Furthermore, the invention also relates to a method for the remote control of such a marine propulsion system and a computer program product containing the method.
  • the field of application of the present invention extends to marine engineering.
  • vehicles of commercial shipping and yachts have at least one cab, which is equipped with a command transmitter for remote control of the ship propulsion.
  • the command generator acts as an actuator directly controlling the ship's drive.
  • an electrical connection line between the command generator and an electronic engine control of the marine propulsion system is provided.
  • modern commanders for the remote control of a marine propulsion have replaced as in former times according to the resolver principle working machine telegraphs as far as possible.
  • a command generator emerges in which the command, which is respectively manually set via the encoder setting lever, is indicated by at least two display fields coupled to the encoder setting lever, one of which commands simultaneously in the order of their setting upon adjustment of the Monitors donkeys lever and thus forms a kind of overview display, while the other display panel is formed by all commands are recorded on a larger scale on a moving tape or a rotatable drum on a larger optical scale. Only the respectively set command is visible through a window cutout in the encoder housing in the manner of a large display.
  • a disadvantage of this technical solution is that it is designed for only one trip program. Additional travel programs such as normal driving, troilling, reverse drive, slip-scrip and a power-saving mode and the like could be implemented only by a correspondingly divided structuring of the display panel. However, this suffers the clarity of the display panel. However, a display panel of a command generator is clearly structured and structured to minimize the security risk of incorrect command selection.
  • the invention includes the technical teaching that the command generator has electrical input means for the manual selection of predefined travel programs, by means of which an electronic control unit displays a scale which is suitable for the respectively selected driving program in the display field.
  • the command generator has additional input means, preferably a keyboard, for selecting various predefined driving programs in addition to the encoder setting lever.
  • the scale which maps the commands which can be selected for each travel program is changed in a coordinated manner when the travel program changes.
  • the prerequisite for this is that the display field is no longer static, but by electronic means is able to bring different scales to the display.
  • the electronic control unit integrated in the command generator also specifies a latching mechanism for the encoder setting lever that is adapted to the selected driving program and the scale corresponding thereto. If, for example, a driving program sees three different commands which can be selected via the encoder setting lever, then not only the scale shown in the display field displays these three commands, but the locking mechanism adopts the three locking steps suitable for this purpose.
  • a latching mechanism which comprises a different number as well as different detent stages spaced apart from each other, can preferably be realized via an electrically controllable stepping motor, which applies an opposing force, which maps the latching steps, to the manually operated encoder setting lever. This can give the operator the feeling of locking steps when pivoting the donor adjustment lever.
  • the dynamic display field used in the context of the present invention can be designed, for example, as a flat LCD display which has such a high resolution that the scale is in the form of - in the simplest case - scale marks or - in a comfortable variant - command text leaves.
  • E-paper This is an optically active paper-thin plastic material which is electrically driven to display image information.
  • E-paper reflects light like normal paper and can display text and images permanently without power supply. The ad can be changed at a later time. E-paper can be bent due to the material, so that it is particularly suitable for application to a curved encoder housing.
  • the solution according to the invention can preferably be implemented as a computer program product for the electronic control unit integrated in the command transmitter, which insofar comprises a microprocessor for executing the computer program as well as a memory unit.
  • a microprocessor for executing the computer program as well as a memory unit.
  • FIG. 1 consists of in a - not shown - cab of a marine vehicle installed command transmitter essentially of a curved encoder housing 1, to which a pair of donor adjustment levers 2 are mounted pivotally mounted.
  • the encoder setting lever 2 can be brought into conformity with a scale 5 shown on a display field 4 via an integrated latching mechanism 3.
  • the scale 5 is corresponding here by the locking positions colored scale marks formed.
  • the latching mechanism 3 is formed by a stepper motor driven by an integrated electronic control unit 6.
  • an electrical keyboard 7 is provided on the encoder housing 1, which serves as an electrical input means for manual selection of predefined color programs by the operator.
  • the driving programs normal driving, troilling, slip-scrip, reverse mode and energy-saving mode can be selected in this exemplary embodiment.
  • Each of these driving programs implements a different drive concept for the marine propulsion system.
  • Troilling for example, the ship's engine is kept at a constant operating speed in a favorable speed range, while the slow driving speed is set via an actuatable slip clutch.
  • the electronic control unit 6 Depending on the selection of a driving program according to the keyboard 7 brings the electronic control unit 6 a suitable for the selected driving program scale 5 in the dynamic display panel 4 for display.
  • the dynamic display panel 4 extends over the curved surface of the encoder housing 1 and has as an E-paper display means representing symbolic or textual representations in accordance with an electrical control, here the scale 5, which changes depending on the driving program.
  • the FIG. 2 the keyboard 7 illustrates the failure of a driving program, which here allows a choice between a first driving program 1, a second driving program 2, a reverse mode R, a power saving mode E, a troubleshooting Tr a slip-grip mode SG.
  • Selected here is the first normal driving mode 1, which causes a total of 5 scale lines are displayed on the dynamic display 4, which represent five speed levels, with which the ship's propulsion for this driving program can be controlled.
  • the donor lever 2 points to the middle scale mark, which corresponds to a mediocre fast forward drive.

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kommandogeber zur Fernsteuerung eines Schiffsantriebes mit mindestens einem an einem Gebergehäuse schwenkbar gelagerten Gebereinstellhebel, der über einen Rastmechanismus mit einer am Gebergehäuse angeordneten korrespondierenden Skala eines Anzeigefelds in Übereinstimmung bringbar ist. Weiterhin betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zur Fernsteuerung eines solchen Schiffsantriebs sowie ein das Verfahren enthaltendes Computerprogrammprodukt.
  • Das Einsatzgebiet der vorliegenden Erfindung erstreckt sich auf die Schiffstechnik. Insbesondere Fahrzeuge der gewerblichen Schifffahrt sowie Yachten besitzen mindestens einen Führerstand, der mit einem Kommandogeber zur Fernsteuerung des Schiffsantriebs ausgerüstet ist. In den überwiegenden Fällen wirkt der Kommandogeber als Stellglied direkt ansteuernd auf den Schiffsantrieb ein. In den meisten Fällen ist eine elektrische Verbindungsleitung zwischen dem Kommandogeber und einer elektronischen Motorsteuerung des Schiffsantriebs vorgesehen. Die hier interessierenden modernen Kommandogeber zur Fernsteuerung eines Schiffsantriebs haben wie in früheren Zeiten nach dem Drehmeldeprinzip arbeitenden Maschinentelegraphen weitestgehend abgelöst.
  • Aus der DE 1 743 919 U1 geht eine Kommandogeber hervor, bei dem der jeweils manuell über den Gebereinstellhebel eingestellte Befehl mindestens durch zwei, mit dem Gebereinstellhebel gekoppelte Anzeigefelder angezeigt wird, von denen das eine gleichzeitig sämtliche Befehle in der Reihenfolge ihrer Einstellung bei Verstellung des Gebereinstellhebels überblicken lässt und somit eine Art Übersichtsanzeige bildet, während das andere Anzeigefeld dadurch gebildet wird, dass sämtliche Befehle im größeren optischen Maßstab auf einem laufenden Band oder eine drehbare Trommel aufgezeichnet sind. Nur der jeweils eingestellte Befehl ist durch einen Fensterausschnitt im Gebergehäuse nach Art einer Großanzeige sichtbar. Zwar gestattet diese technische Lösung sowohl einen Überblick über wählbare Befehle als auch einen Überblick über den aktuell mit dem Gebereinstellhebel gewählten Befehl, jedoch ist dies nur für ein einziges Fahrprogramm möglich. Zudem funktioniert diese technische Lösung rein mechanisch, was einen recht hohen Fertigungs- und Wartungsaufwand für diesen Kommandogeber zur Folge hat.
  • Aus der Stand der Technik Dokument DE 199 34 052 A1 geht ein Kommandogeber zur Fernsteuerung eines Schiffsantriebes hervor, welcher weitestgehend mit elektrischen Bauteilen ausgestattet ist. So wird die manuelle Befehlsvorgabe über den Gebereinstellhebel an einer Kommandoseite über ein elektrisches Potenziometer erfasst und bei elektrischer Verbindung über einen Datenbus an die Maschinenansteuerung übermittelt. Auf einer Telegraphenseite des Kommandogebers wird ein Telegraphenzeiger elektrisch über einen Motor zur Anzeige des aktuellen Steuerbefehls betätigt. Sowohl Gebereinstellhebel als auch Telegraphenzeiger greifen hierbei auf dieselbe Skala zurück, welche durch ein bogenförmiges Beschriftungsfeld auf dem Gebergehäuse angeordnet ist.
  • Nachteilhaft bei dieser technischen Lösung ist, dass diese für lediglich ein Fahrtprogramm konzeptioniert ist. Zusätzliche Fahrtprogramme, wie Normalfahrt, Troilling, Rückwärtsfahrt, Slip-Scrip sowie einen Energiesparmodus und dergleichen ließen sich nur durch eine entsprechend aufgeteilte Strukturierung des Anzeigefeldes umsetzen. Hierdurch leidet jedoch die Übersichtlichkeit des Anzeigefeldes. Ein Anzeigefeld eines Kommandogebers ist jedoch klar übersichtlich und strukturiert auszubilden, um das Sicherheitsrisiko einer falschen Befehlsauswahl zu minimieren.
  • Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Kommandogeber zur Fernsteuerung eines Schiffsantriebes zu schaffen, welcher für mehrere Fahrprogramme eine stets übersichtliche Anzeige der manuell gewählten und auswählbaren Befehle ermöglicht.
  • Die Aufgabe wird ausgehend von einem Kommandogeber gemäß dem Oberbegriff von Anspruchs 1 in Verbindung mit dessen kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Die nachfolgenden abhängigen Ansprüche geben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung wieder. In verfahrenstechnischer Hinsicht wird die Aufgabe durch Anspruch 7 gelöst und ein die Erfindung wiederspiegelndes Computerprogrammprodukt ist in Anspruch 8 angegeben.
  • Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass der Kommandogeber elektrische Eingabemittel zur manuellen Auswahl vordefinierter Fahrtprogramme besitzt, durch welche eine elektronische Steuereinheit eine zu dem jeweils gewählten Fahrprogramm passende Skala im Anzeigefeld zur Anzeige bringt.
  • Mit anderen Worten bedeutet dies, dass der Kommandogeber neben dem Gebereinstellhebel zusätzliche Eingabemittel, vorzugsweise eine Tastatur, zur Auswahl verschiedener vordefinierter Fahrprogramme aufweist. Die Skala, welche die für jedes Fahrprogramm auswählbaren Befehle abbildet, wird bei Wechsel des Fahrprogramms hierauf abgestimmt geändert. Voraussetzung hierfür ist, dass das Anzeigefeld nicht mehr statisch ist, sondern durch elektronische Mittel in der Lage ist, unterschiedliche Skalen zur Anzeige zu bringen. Hieraus resultiert der Vorteil, dass ein hohes Maß an Übersichtlichkeit hinsichtlich wählbarer Befehle besteht, was die Bedienerfreundlichkeit verbessert und die Einsatzflexibilität von Kommandogebern erhöht. Denn für verschiedene Anwendungsfälle ist es nicht mehr erforderlich, unterschiedliche Kommandogeber mit auf den Anwendungsfall angepassten Skalen herzustellen, sondern die benötigten Skalen lassen sich per Software flexibel programmieren. Hierdurch lässt sich die Variantenvielfalt von Kommandogebern als Systemkomponenten reduzieren.
  • Gemäß einer die Erfindung verbessernden Maßnahme wird vorgeschlagen, dass die im Kommandogeber integrierte elektronische Steuereinheit außerdem einen zu dem gewählten Fahrprogramm sowie der hiermit korrespondierenden Skala angepassten Rastmechanismus für den Gebereinstellhebel vorgibt. Sieht beispielsweise ein Fahrprogramm drei unterschiedliche über den Gebereinstellhebel anwählbare Befehle vor, so zeigt nicht nur die im Anzeigefeld abgebildete Skala diese drei Befehle an, sondern der Rastmechanismus nimmt die hierzu passenden drei Raststufen ein.
  • Ein Rastmechanismus, welcher eine verschiedene Anzahl sowie auch verschieden beabstandet voneinander ausgebildete Raststufen umfasst, lässt sich vorzugsweise über einen elektrisch ansteuerbaren Schrittmotor realisieren, welcher eine die Raststufen abbildende Gegenkraft zu dem manuell betätigten Gebereinstellhebel aufbringt. Hierüber lässt sich dem Bediener das Gefühl von Raststufen beim Verschwenken des Gebereinstellhebels verleihen.
  • Das im Rahmen der vorliegenden Erfindung zum Einsatz kommende dynamische Anzeigefeld kann beispielsweise als flaches LCD-Display ausgebildet werden, welches eine so große Auflösung aufweist, dass sich die Skala in Form von - im einfachsten Fall - Skalenstrichen oder - in einer komfortablen Variante - Befehlstext darstellen lässt. Da die meisten Kommandogeber wegen der schwenkenden Betätigung des Gebereinstellhebels jedoch ein gewölbtes Gebergehäuse besitzen, ist es auch denkbar, das Anzeigefeld entsprechend gewölbt auszubilden. Besonders eignet sich hierfür so genanntes "E-Papier". Es handelt sich hierbei um ein optisch aktives papierdünnes Kunststoffmaterial, welches zur Darstellung von Bildinformationen elektrisch angesteuert wird. E-Papier reflektiert Licht wie normales Papier und kann Text und Bilder dauerhaft ohne Stromzuführung anzeigen. Die Anzeige kann zu einem späteren Zeitpunkt geändert werden. E-Papier kann materialbedingt gebogen werden, so dass es sich zur Aufbringung auf ein gebogenes Gebergehäuse besonders eignet.
  • Da ein aus E-Papier erzeugtes Display selbst bei direkter Sonneneinstrahlung ablesbar bleibt, ist es für die erfindungsgegenständliche Anwendung besonders geeignet.
  • Die erfindungsgemäße Lösung lässt sich vorzugsweise als Computerprogrammprodukt für die in den Kommandogeber integrierte elektronische Steuereinheit ausführen, welche insoweit einen Mikroprozessor zum Ausführen des Computerprogramms sowie eine Speichereinheit mit umfasst. Hierdurch lässt sich sowohl die Routine zur Anzeige der zu dem gewählten Fahrprogramm passenden Skala als auch eine Routine der zu dem gewählten Fahrprogramm und der korrespondierenden Skala angepassten Rastmechanismus umsetzen, in dem die Software entsprechende Steuerungsbefehle für das Anzeigefeld sowie den Schrittmotor für den Rastmechanismus liefert.
  • Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigt:
    • Figur 1
    eine schematisch perspektivische Darstellung eines Kommandogebers zur Fernsteuerung eines Schiffsantriebs, und
    Figur 2
    eine blockschaltbildartige Darstellung des Funktionsumfangs des Kommandogebers nach Figur 1.
  • Gemäß Figur 1 besteht der in einem - nicht weiter dargestellten - Führerstand eines Schiffsfahrzeugs installierte Kommandogeber im Wesentlichen aus einem gewölbten Gebergehäuse 1, an welchem ein Paar von Gebereinstellhebeln 2 schwenkbar gelagert angebracht sind. Die Gebereinstellhebel 2 lassen sich über einen integrierten Rastmechanismus 3 mit einer auf einem Anzeigefeld 4 abgebildeten Skala 5 in Übereinstimmung bringen. Die Skala 5 ist hier durch den Raststellungen entsprechende farbliche Skalenstriche gebildet. Der Rastmechanismus 3 wird durch eine über einen integrierte elektronische Steuereinheit 6 angesteuerten Schrittmotor gebildet. Neben dem Anzeigefeld 4 ist am Gebergehäuse 1 eine elektrische Tastatur 7 vorgesehen, welche als elektrisches Eingabemittel zur manuellen Auswahl vordefinierter Farbprogramme durch den Bediener dient. Als vordefinierte Farbprogramme lassen sich bei diesem Ausführungsbeispiel die Fahrprogramme Normalfahrt, Troilling, Slip-Scrip, Rückwärtsmodus und Energiesparmodus auswählen. Jeder dieser Fahrprogramme verwirklicht ein anderes Ansteuerkonzept für den Schiffsantrieb. So wird für das Fahrprogramm Troilling beispielsweise der Schiffsmotor auf konstanter Betriebsdrehzahl in einem günstigen Drehzahlbereich gehalten, während die langsame Fahrgeschwindigkeit über eine betätigbare Schlupfkupplung eingestellt wird. Je nach Auswahl eines Fahrprogramms gemäß Tastatur 7 bringt die elektronische Steuereinheit 6 eine zu dem gewählten Fahrprogramm passende Skala 5 im dynamischen Anzeigefeld 4 zur Anzeige.
  • Das dynamische Anzeigefeld 4 erstreckt sich über die gewölbte Oberfläche des Gebergehäuses 1 und weist als Anzeigemittel ein E-Papier auf, das symbolische oder textliche Darstellungen nach Maßgabe einer elektrischen Ansteuerung darstellt, hier die Skala 5, welche je nach Fahrprogramm wechselt.
  • Die Figur 2 verdeutlicht die Tastatur 7 zur Ausfall eines Fahrprogramms, welche hier eine Auswahl gestattet zwischen einem ersten Fahrprogramm 1, einem zweiten Fahrprogramm 2, einem Rückwärtsmodus R, einem Energiesparmodus E, einem Troillingmodus Tr einem Slip-Grip-Modus SG. Ausgewählt ist hier der erste Normalfahrtmodus 1, was bewirkt, dass auf dem dynamischen Anzeigefeld 4 insgesamt 5 Skalenstriche dargestellt werden, welche fünf Geschwindigkeitsstufen repräsentieren, mit welchen der Schiffsantrieb für dieses Fahrprogramm ansteuerbar ist. Gegenwärtig weist der Gebereinstellhebel 2 auf den mittleren Skalenstrich, was einer mittelmäßig schnellen Vorausfahrt entspricht.
  • Die Erfindung ist nicht beschränkt auf das vorstehend beschriebene bevorzugte Ausführungsbeispiel. Es sind vielmehr auch Abwandlungen hiervon denkbar, welche vom Schutzbereich der nachfolgenden Ansprüche mit umfasst sind. So ist es beispielsweise auch möglich, anstelle bloßer Skalenstriche auf dem Anzeigefeld 4 auch Befehle in Klartext darzustellen oder in Piktogrammform, um die Auswahl bedienerfreundlicher zu gestalten.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Gebergehäuse
    2
    Gebereinstellhebel
    3
    Rastmechanismus
    4
    Anzeigefeld
    5
    Skala
    6
    elektronische Steuereinheit
    7
    Tastatur

Claims (8)

  1. Kommandogeber zur Fernsteuerung eines Schiffsantriebes mit mindestens einen an einem Gebergehäuse (1) schwenkbar gelagerten Gebereinstellhebel (2), der über einen Rastmechanismus (3) mit einer am Gebergehäuse (1) angeordneten korrespondierenden Skala (5) eines Anzeigefeldes (4) in Übereinstimmung bringbar ist,
    dadurch gekennzeichnet, dass elektrische Eingabemittel zur manuellen Auswahl vordefinierter Fahrprogramme vorgesehen sind, durch welche eine elektronische Steuereinheit (6) eine zu dem gewählten Fahrprogramm passende Skala (5) im dynamischen Anzeigefeld (4) zur Anzeige bringt.
  2. Kommandogeber nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Steuereinheit (6) außerdem einen zu dem gewählten Fahrprogramm sowie der hiermit korrespondierenden Skala (5) angepassten Rastmechanismus (3) einstellt.
  3. Kommandogeber nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Rastmechanismus (3) einen elektrisch ansteuerbaren Schrittmotor umfasst.
  4. Kommandogeber nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass die elektrischen Eingabemittel als eine am Gebergehäuse (1) angeordnete Tastatur (7) ausgebildet sind.
  5. Kommandogeber nach einem der vorstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass die vordefinierten und über die Eingabemittel wählbaren Fahrprogramme ausgewählt sind aus einer Gruppe, umfassend: Normalfahrt, Trolling, Slip-Grip, Rückwärtsmodus, Energiesparmodus.
  6. Kommandogeber nach einem der vorstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass das gewölbte Anzeigefeld (4) ein E-Papier aufweist, auf dem die Steuereinheit (6) unterschiedliche Skalen (5) zur Anzeige bringt.
  7. Verfahren zur Fernsteuerung eines Schiffsantriebes über mindestens einen an einem Gebergehäuse (1) schwenkbar gelagerten Gebereinstellhebel (2), der manuell über einen Rastmechanismus (3) mit einer am Gebergehäuse (1) angeordneten korrespondierenden Skala (5) eines Anzeigefeldes (4) in Übereinstimmung gebracht wird,
    dadurch gekennzeichnet, dass über elektrische Eingabemittel vordefinierter Fahrprogramme ausgewählt werden, durch welche über eine elektronische Steuereinheit (6) eine zu dem gewählten Fahrprogramm passende Skala (5) im dynamischen Anzeigefeld (4) angezeigt wird.
  8. Computerprogrammprodukt für eine elektronische Steuereinheit (6) eines Kommandogebers nach einem der Ansprüche 1 bis 6, welche nach einem Verfahren gemäß Anspruch 7 betreibbar ist, wobei die Routine zur Anzeige der zu dem gewählten Fahrprogramm passenden Skala (5) durch entsprechende in einer Software hinterlegte Steuerungsbefehle umgesetzt ist.
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