專利名稱：可控螺距船用螺旋槳的控制方法和控制系統(tǒng)的制作方法
可控螺距船用螺旋槳的控制方法和控制系統(tǒng)本申請為申請日為2004年9月6日、申請?zhí)枮?00480031846.6的發(fā)明專利申請的分案申請。技術(shù)領(lǐng)域本申請涉及用來控制可控螺距船用螺旋槳的螺距的方法和系統(tǒng)并且涉 及包括該系統(tǒng)的船。本申請要求2003年11月12日提交的美國臨時申請60/519769和2003 年10月28日提交的澳大利亞臨時專利申請2003905952的優(yōu)先權(quán)。
背景技術(shù)：
可控螺距船用螺旋槳是公知的并且包括具有多個螺旋槳葉片的螺旋槳 槳轂，這些葉片安裝得可繞垂直于槳轂旋轉(zhuǎn)軸延伸的軸移動。螺旋槳槳轂由 引擎驅(qū)動以旋轉(zhuǎn)槳毅。螺距控制機(jī)構(gòu)用來改變螺旋槳葉片的螺距以適合引擎 的各種運行狀態(tài)從而改進(jìn)船的性能并且還改進(jìn)經(jīng)濟(jì)性。我們更早的國際申請No. PCT/AU99/00276和國際申請No. PCT/AU2004/000970描述了能夠調(diào)節(jié)螺旋槳葉片螺距的機(jī)構(gòu)。當(dāng)兩個上述申 請中的^U勾不同時，它們都包括馬達(dá)，該馬達(dá)一皮控制以移動控制軸從而調(diào)節(jié) 葉片的位置?？刂戚S的移動可以是控制軸相對于主驅(qū)動軸的相對旋轉(zhuǎn)，或控 制軸的縱向移動。此外，還可以使用其他控制系統(tǒng)，如液壓系統(tǒng)。發(fā)明內(nèi)容可認(rèn)為本發(fā)明屬于 一種船只的可控螺距船用螺旋槳的螺距的控制方法， 包括以下步驟提供巡航模式，在該模式中，可調(diào)節(jié)引擎速度和螺旋槳螺距以使得船只 的前進(jìn)速度可被改變，并且其中引擎速度可被調(diào)節(jié)到最大的引擎速度；提供操縱模式，在該模式中，在將引擎速度保持在小于最大引擎速度的 預(yù)定限度內(nèi)時，調(diào)節(jié)船用螺旋槳的螺距；提供引擎檢查模式，在該模式中，可增加引擎轉(zhuǎn)速而沒有動力供給到螺 旋槳；和提供螺距檢查模式，在該模式中，可調(diào)節(jié)螺旋槳螺距而不會旋轉(zhuǎn)螺旋槳。在本發(fā)明 一個實施例中，該方法包括提供一個或多個選擇器以選擇操縱 模式、巡航模式、引擎檢查模式或者螺距檢查模式，以及提供可在極端位置 之間移動的驅(qū)動致動器，這樣在操縱模式中，驅(qū)動致動器的移動在限制引擎 速度的同時可改變螺旋槳螺距，在巡^^模式中，驅(qū)動致動器的移動可改變引 擎速度和螺旋槳螺距。在本發(fā)明一個實施例中，提供操縱模式的步驟可使引擎速度在速度等于 或小于所述預(yù)定限度時保持基本恒定。在本發(fā)明另一個實施例中，提供操縱模式的步驟包括調(diào)節(jié)引擎速度，同 時還調(diào)節(jié)螺旋槳螺距。優(yōu)選地，預(yù)定限度為大約最大引擎速度的30% 。優(yōu)選地，所述方法包括提供轉(zhuǎn)換模式程序，這樣，可在操縱模式和巡航 模式之間改變模式，產(chǎn)生平滑的轉(zhuǎn)換以防止船只在操縱模式和巡航模式之間 改變時由于驅(qū)動致動器的位置而產(chǎn)生不希望的響應(yīng)。優(yōu)選地，該方法還包括提供子程序，以在巡航模式中判斷船只操作員需 要的大開風(fēng)門狀態(tài)、正常巡航狀態(tài)、動力停止?fàn)顟B(tài)，其中在正常巡航狀態(tài)中， SI擎速度或船速根據(jù)驅(qū)動致動器的位置調(diào)節(jié)以實現(xiàn)最佳的燃料效率，在動力 停止?fàn)顟B(tài)中，螺旋槳螺距被調(diào)節(jié)到完全倒退位置并且引擎動力在從船只的向 前移動到船只的停止?fàn)顟B(tài)或直到船只被控制再次前進(jìn)的整個轉(zhuǎn)換過程中都 可用。在本發(fā)明 一個實施例中，該方法包括保持動力停止?fàn)顟B(tài)預(yù)定的時間周 期，或者直到船只被控制再次前進(jìn)。在本發(fā)明一個實施例中，其中該方法包括，當(dāng)處于動力停止程序中時， 監(jiān)測船速。在該實施例中，船速值是以下方程的近似值 速度=螺距量x螺旋槳轉(zhuǎn)速-滑動。船速可通過查閱表表示，因此對于特定的螺距量和螺旋槳速度，可提供 合適的速度值。可認(rèn)為本發(fā)明屬于一種用來控制船只可控螺距船用螺旋槳的螺距的系統(tǒng)，包才舌控制器，該控制器用來(a) 提供巡航模式，在該模式中，可調(diào)節(jié)引擎動力和螺旋槳螺距以使 得船只巡航，并且其中引擎速度可被調(diào)節(jié)到最大的引擎速度；(b) 提供操縱模式，在該模式中，在將引擎速度保持在小于最大引擎 速度的預(yù)定限度內(nèi)時，調(diào)節(jié)船用螺旋槳的螺距；(c) 提供引擎檢查模式，在該模式中，可增加引擎轉(zhuǎn)速而沒有動力供 給到螺旋槳；和(d) 提供螺距檢查模式，在該模式中，可調(diào)節(jié)螺旋槳螺距而不會旋轉(zhuǎn) 螺旋槳。在本發(fā)明 一個實施例中，該系統(tǒng)包括提供一個或多個選擇器以選擇操縱 模式、巡航模式、引擎檢查模式或者螺距檢查模式，以及提供可在極端位置 之間移動的驅(qū)動致動器，這樣在操縱;漠式中，驅(qū)動致動器的移動在保持引擎 速度基本恒定的同時可改變螺旋槳螺距，在巡航才莫式中，驅(qū)動致動器的移動 可改變引擎速度和螺旋槳螺距。優(yōu)選地，控制器還提供了轉(zhuǎn)換模式程序，這樣可在操縱模式和巡航模式 之間改變模式，產(chǎn)生平滑的轉(zhuǎn)換以防止船只在操縱模式和巡航模式之間改變 時由于驅(qū)動致動器的位置而產(chǎn)生不希望的響應(yīng)。優(yōu)選地，控制器還提供了子程序，在巡航模式中，判斷船只操作員需要 的大開風(fēng)門狀態(tài)、正常巡航狀態(tài)、動力停止?fàn)顟B(tài)，其中在正常巡航狀態(tài)中， 船速根據(jù)控制桿位置調(diào)節(jié)，在動力停止?fàn)顟B(tài)中，螺旋槳螺距被調(diào)節(jié)到完全倒 退位置并且引擎動力在從船只的向前移動到船只的停止?fàn)顟B(tài)或直到船只被 控制再次前進(jìn)的整個轉(zhuǎn)換過程中都可用。在本發(fā)明一個實施例中，控制器保持動力停止?fàn)顟B(tài)預(yù)定的時間周期，或 者直到船只被控制得再次前進(jìn)。在一個實施例中，系統(tǒng)包括在動力停止程序中用來監(jiān)測船速的速度傳感器。在另一實施例中，船速值是以下方程的近似值 速度=螺距量x螺旋槳轉(zhuǎn)速-滑動。該方程可通過查閱表表示，這樣，對于特定的螺距量和螺旋槳轉(zhuǎn)速，可 提供合適的用來調(diào)節(jié)滑動的速度值。本發(fā)明還提供了 一種用來控制具有引擎的船只的可控螺距船用螺旋槳的螺距的系統(tǒng)，包括由船只的船只操作員手動移動的驅(qū)動致動器； 用來控制引擎動力和船用螺旋槳螺距的控制器； 用來選擇船只巡航模式或操縱模式的模式選擇器；并且 其中控制器還用來從模式選擇器和從驅(qū)動致動器接收控制信號，并且當(dāng) 模式選擇器被致動而使船只處于操縱模式時，控制器將引擎rpm限制在低于 最大引擎速度的預(yù)定值內(nèi)，并且根據(jù)船只操作員對驅(qū)動致動器的手動移動控 制螺旋槳葉片的螺距以改變船速，并且在模式選#^器處于巡航模式時，控制 器根據(jù)船只操作員對驅(qū)動致動器的移動將引擎動力和螺旋槳螺距設(shè)定為最 大值以改變船速。在本發(fā)明一個實施例中，控制器在操縱模式中使引擎速度在速度等于或 小于所述預(yù)定限度時保持基本恒定。在本發(fā)明另 一實施例中，控制器在操縱模式中時包括調(diào)節(jié)引擎速度同時 還調(diào)節(jié)螺旋槳螺距。優(yōu)選地，預(yù)定限度為大約最大引擎速度的30% 。優(yōu)選地，控制器包括螺距控制單元，該螺距控制單元根據(jù)手動調(diào)節(jié)的驅(qū) 動致動器位置從查閱表選擇供給到引擎的輸出來控制引擎動力，并且包括螺 距馬達(dá)控制器以從螺距控制單元接收輸出從而調(diào)節(jié)螺旋槳螺距。優(yōu)選地，該系統(tǒng)包括用來調(diào)節(jié)螺旋槳螺距的螺距控制馬達(dá)和用來將輸出 信號提供到螺距控制馬達(dá)以致動螺距控制馬達(dá)將螺旋槳調(diào)節(jié)到期望螺距的 螺距馬達(dá)控制器。優(yōu)選地，該系統(tǒng)包括用來提供螺旋槳葉片螺距測量的傳感器，傳感器連 接到螺距控制單元，從而為螺距控制單元提供指示螺旋槳螺距的信號。優(yōu)選地，船只包括離合器以選擇性地斷開引擎到螺旋槳的動力或從引擎 將動力供給到螺旋槳，和連接到離合器的離合器致動器以及螺距控制單元以 將控制信號供給到致動器從而打開或關(guān)閉離合器。優(yōu)選地，該系統(tǒng)包括離合器位置監(jiān)測傳感器以提供指示離合器是否處于 打開或關(guān)閉位置的指示信號，該傳感器連接到螺距控制單元。在一個實施例中，引擎包括rpm傳感器以檢測引擎速度，rpm傳感器連 接到螺距控制單元。在一個實施例中，提供了速度測量裝置并且連接到螺距控制單元以為螺 距控制單元提供指示船速的信號。在另一實施例中，速度單元為GPS速度測量系統(tǒng)。 在優(yōu)選實施例中，對地船速是以下方程的近似值 速度=螺距量x螺旋槳轉(zhuǎn)速-滑動。該方程可通過查閱表表示，這樣，對于特定螺距量和rpm，可提供合適 的用來調(diào)節(jié)滑動的速度值。優(yōu)選地，模式選擇器包括至少一個用來選擇性地使船只置于操縱模式或 巡航模式的開關(guān)。優(yōu)選地，提供了第二開關(guān)以使船只置于螺距檢查模式或引擎檢查模式。優(yōu)選地，所述開關(guān)為瞬時接觸開關(guān)，通過各模式在巡航模式和操縱模式 以及螺距檢查模式和引擎模式之間切換，使系統(tǒng)處于巡航模式或操縱模式、 以及螺距檢查模式或引擎檢查模式。優(yōu)選地，該系統(tǒng)包括由船只操作員致動的離合器接合致動器，這樣如果 螺距控制單元嘗試打開離合器時，可超馳螺距控制單元以使離合器保持在關(guān) 閉位置從而使得動力從引擎輸送到螺旋槳。優(yōu)選地，該系統(tǒng)包括由船只操作員致動的螺旋槳停止部件以執(zhí)行螺旋槳 的緊急停止，該螺旋槳停止部件連接到螺距控制單元，這樣，在螺旋槳停止 部件被致動時，螺距控制單元可降低引擎速度并打開離合器以切斷從引擎到 螺旋槳的旋轉(zhuǎn)動力，并將螺旋槳位置調(diào)節(jié)到空檔位置。優(yōu)選地，螺距控制單元在螺距檢查-引擎檢查模式被致動時使得離合器 打開，從而動力不從引擎供給到螺旋槳，并且在引擎檢查模式位置，在由船 只操作員控制時，螺距控制單元輸出信號到引擎從而使得？ 1擎根據(jù)驅(qū)動致動 器的位置增加轉(zhuǎn)速，在螺距檢查模式位置，使得信號輸出到螺距馬達(dá)控制器 然后到達(dá)螺距馬達(dá)以根據(jù)驅(qū)動致動器的移動調(diào)節(jié)螺旋槳螺距。優(yōu)選地，螺距控制單元包括#^居驅(qū)動致動器的位置輸出到螺距馬達(dá)控制 器的值的查閱表，這樣，可選擇合適的值以供給到螺距馬達(dá)控制器并依次控 制螺距馬達(dá)以將螺旋槳螺距調(diào)節(jié)到依賴于驅(qū)動致動器位置的位置。優(yōu)選地，驅(qū)動致動器是可在完全前進(jìn)位置和完全倒退位置之間移動的控 制桿。還認(rèn)為本發(fā)明屬于一種控制具有引擎的船只的可控螺距船用螺旋槳的螺距的方法，包括以下步驟提供巡航模式，在該模式中，通過驅(qū)動致動器的手動操作可調(diào)節(jié)引擎動 力和螺旋槳螺距位置，這樣通過螺旋槳的旋轉(zhuǎn)和螺旋槳螺距的調(diào)節(jié)增加或減 小驅(qū)動船只的引擎動力以實現(xiàn)所需船速，引擎速度可^L調(diào)節(jié)到最大的引擎速度；提供操縱模式，在該模式中，引擎速度被限制成小于最大引擎速度并且 由船只操作員對驅(qū)動致動器的手動控制調(diào)節(jié)螺旋槳螺距以使船通過可改變船速的螺旋槳螺距控制而操縱；和提供轉(zhuǎn)換模式，這樣當(dāng)模式從巡航模式改變到操縱模式或者從操縱模式 改變到巡航模式時，引擎速度和螺旋槳螺距不會在模式變化時以不想要的方 式變化，如果手動控制的驅(qū)動致動器的位置處于可能導(dǎo)致船只以不想要的方 式響應(yīng)的位置的話。優(yōu)選地，提供了單個驅(qū)動致動器以在巡航^^莫式時改變船速和在操縱模式 時改變螺旋槳螺距。優(yōu)選地，轉(zhuǎn)換模式判斷驅(qū)動致動器位置是否超過預(yù)定限度并且根據(jù)船速 設(shè)定預(yù)定的引擎速度和調(diào)節(jié)螺旋槳螺距。優(yōu)選地，轉(zhuǎn)換模式步驟還進(jìn)一步包括防止船只在操縱模式下以及在諸如 所述驅(qū)動致動器被船只操作員手動調(diào)節(jié)到匹配引擎速度和螺旋槳螺距的位 置時運行，并且此后所述驅(qū)動致動器的連續(xù)移動使得船只操作員通過所述驅(qū) 動致動器的移動以巡航模式驅(qū)動船只。在本發(fā)明一個實施例中，提供操縱模式的步驟在速度等于或小于所述預(yù) 定限度時保持引擎速度基本恒定。在本發(fā)明另 一實施例中，提供操縱模式的步驟包括調(diào)節(jié)引擎速度同時還 調(diào)節(jié)螺旋槳螺距。優(yōu)選地，預(yù)定的限度大約為最大引擎速度的30%。還認(rèn)為本發(fā)明屬于一種用來控制具有引擎的船只的可控螺距船用螺旋 槳螺距的系統(tǒng)，包括控制器，該控制器用來 (a)提供巡航模式，在該模式中，通過驅(qū)動致動器的手動操作可調(diào)節(jié) 引擎動力和螺旋槳螺距，這樣通過螺旋槳的旋轉(zhuǎn)和螺旋槳螺距的調(diào)節(jié)在最大 和最小引擎速度之間增加或減小驅(qū)動船只的引擎動力以實現(xiàn)所需船速；(b) 提供操縱模式，在該模式中，引擎速度被限制得小于最大引擎速 度并且由船只搡作員對驅(qū)動部件的手動控制調(diào)節(jié)螺旋槳螺距以使船通過可改變船速的螺旋槳螺距控制而操縱；和(c) 提供轉(zhuǎn)換模式，這樣當(dāng)模式從巡航模式改變到操縱模式或者從操縱模式改變到巡航模式時，如果手動控制的驅(qū)動致動器的位置處于模式改變 時的位置的話，引擎速度和螺旋槳螺距不會在模式變化時以不想要的方式變 化，所以船不會以不想要的方式進(jìn)行響應(yīng)。在本發(fā)明一個實施例中，控制器在操縱模式中在速度等于和小于所述預(yù) 定限度時保持引擎速度基本恒定。在本發(fā)明另 一實施例中，控制器在操縱模式中時包括調(diào)節(jié)？ 1擎速度同時 還調(diào)節(jié)螺旋槳螺距。優(yōu)選地，預(yù)定的限度為大約30%的最大引擎速度。優(yōu)選地，提供了單個驅(qū)動致動器以在巡航^t式時改變引擎速度和在操縱 模式時改變螺旋槳螺距。優(yōu)選地，轉(zhuǎn)換模式判斷驅(qū)動致動器位置是否超過預(yù)定限度并且根據(jù)船速 設(shè)定預(yù)定的引擎速度和調(diào)節(jié)螺旋槳螺距。優(yōu)選地，該方法還包括在處于轉(zhuǎn)換模式中時防止船只以巡航模式運行直 到船只操作員將驅(qū)動致動器移動到匹配引擎速度和螺旋槳螺距的位置時為 止。優(yōu)選地，該方法還包括監(jiān)測作為引擎速度函凄t的船速和設(shè)定引擎動力， 同時在從操縱模式轉(zhuǎn)換到巡航模式時控制螺旋槳螺距以保持該船速。優(yōu)選地，該方法包括監(jiān)測船速，并在從巡航模式轉(zhuǎn)換到操縱模式時將引 擎速度設(shè)定為預(yù)定速度以及將螺旋槳螺距設(shè)定為依賴于船速的螺距。本發(fā)明還提供了 一種控制具有引擎的船只的可控螺距船用螺旋槳螺距 的方法，包括以下步驟提供動力停止模式以在船只前進(jìn)時快速減小船速；和將螺旋槳螺距調(diào)節(jié)為完全倒退位置，同時引擎動力在船只從前進(jìn)運動轉(zhuǎn) 換到船只減小的前進(jìn)速度的整個過程中都可用。優(yōu)選地，該方法包括保持連續(xù)的引擎動力可用直到船只停止為止或直到 船只由船只操作員控制為止。因此，這方面使得船只能夠在動力停止?fàn)顟B(tài)下 完全停止或者如果在停止過程期間，操作員決定期望使船加速，在駕駛員控制下可驅(qū)動船。優(yōu)選地，該方法包括通過監(jiān)測驅(qū)動致動器的移動速度判斷動力停止需要 以將螺旋槳置于完全倒退的螺距位置。優(yōu)選地，該方法包括監(jiān)測船速并且在動力停止模式中維持船直到船達(dá)到預(yù)定速度或船被操作員通過致動裝置的移動而控制從而以除動力停止模式 之外的方式操縱船。在本發(fā)明 一個實施例中，該方法包括保持動力停止?fàn)顟B(tài)預(yù)定的時間周 期，或直到船只被控制再次前進(jìn)。在本發(fā)明一個實施例中，提供操縱模式的步驟在速度等于或小于所述預(yù) 定限度時保持引擎速度基本恒定。在本發(fā)明另 一實施例中，提供操縱模式的步驟包括調(diào)節(jié)引擎速度同時還 調(diào)節(jié)螺旋槳螺距。優(yōu)選地，預(yù)定的限度為大約30%的最大引擎速度。本發(fā)明還提供了 一種用來控制包括引擎的船只的可控螺距船用螺旋槳螺距的系統(tǒng)，包括可從前進(jìn)位置移動到倒退位置的驅(qū)動致動器；用來調(diào)節(jié)螺旋槳螺距的控制器，以使螺距處于完全倒退位置；和其中控制器通過監(jiān)測致動器的移動來判斷動力停止需求，并且根據(jù)動力 停止的判斷用來將螺旋槳螺距調(diào)節(jié)到完全倒退位置，同時引擎動力在從船只 前進(jìn)移動轉(zhuǎn)換到船只減速的整個過程中都可用。優(yōu)選地，控制器用來保持連續(xù)的引擎動力直到船只停止為止或者直到致 動器被船只操作員移動為止。優(yōu)選地，控制器用來通過監(jiān)測致動器向完全倒退位置的移動速度來判斷 動力停止需求。優(yōu)選地，驅(qū)動致動器包括控制桿。在一個實施例中，該系統(tǒng)包括用來提供指示船速的信號的速度傳感器， 并且控制器用來在動力停止模式中維持船只直到達(dá)到預(yù)定船速或者驅(qū)動致 動器被操作員致動以不同于動力停止模式的方式操作船只為止。在一個實施例中，船速值是以下方程的近似值速度=螺距量x螺旋槳轉(zhuǎn)速-滑動。船速可由查閱表表示，這樣對于特定的螺距量和rpm，可提供合適的速度值。本發(fā)明還提供了 一種控制包括引擎的船只的可控螺距船用螺旋槳螺距 的方法，包括提供船速指示；根據(jù)選自以下參數(shù)中的任何一個或多個參數(shù)使用船速控制引擎動力，這 些參數(shù)包括螺旋槳螺距和船只的運行模式。在一個實施例中，運行模式為設(shè)定巡航控制模式，在該模式中，期望以 恒定速度保持船速并且其中引擎動力可被調(diào)節(jié)以保持該恒定速度。在另一實施例中，運行模式包括動力停止模式，在該模式中，船速被用 來確定船速在何時降低到預(yù)定的最小速度，這樣，繼續(xù)動力停止模式，除非 被操作員超越控制，直到產(chǎn)生最小船速為止。.在該實施例中，引擎速度還被用來在動力停止開始時設(shè)定引擎動力，所 以可根據(jù)船速選^^特定的引擎動力。優(yōu)選地，運行模式包括轉(zhuǎn)換模式，在船只運行模式在巡航模式和操縱模 式之間改變時執(zhí)行該轉(zhuǎn)換模式，并且其中在巡航模式和操縱模式轉(zhuǎn)換期間， 根據(jù)船速選擇引擎動力以在巡航模式和操縱模式之間產(chǎn)生平滑轉(zhuǎn)換。優(yōu)選地，船速被用來在從巡航模式轉(zhuǎn)換到操縱模式和從操縱模式轉(zhuǎn)換到 巡航模式時產(chǎn)生平滑轉(zhuǎn)換。在一個實施例中，船速值是以下方程的近似值速度=螺距量x螺旋槳轉(zhuǎn)速-滑動。船速由查閱表表示，這樣對于特定的螺距量和螺旋槳轉(zhuǎn)速，可提供合適 的速度值。本發(fā)明還提供了 一種用來控制包括引擎的船只的可控螺距船用螺旋槳 螺距的系統(tǒng)，包括用來提供指示船速輸出的速度裝置；用來根據(jù)選自以下參數(shù)中的任何一個或多個參數(shù)使用該輸出控制引擎 動力的控制器，這些參數(shù)包括螺旋槳螺距和船只的運行模式。在一個實施例中，運行模式為設(shè)定巡航控制模式，在該模式中，控制器 以恒定速度保持船速并且其中引擎動力可被調(diào)節(jié)以保持該恒定速度。在另一實施例中，運行模式包括動力停止模式，在該模式中，輸出被用 來確定船速在何時降低到預(yù)定的最小速度，這樣，繼續(xù)動力停止模式，除非被操作員超越控制，直到產(chǎn)生最小船速為止。在本發(fā)明 一個實施例中，該方法包括保持動力停止?fàn)顟B(tài)預(yù)定的時間周 期，或者直到船只被控制再次前進(jìn)為止。在該實施例中，引擎速度還被用來在動力停止開始時設(shè)定引擎動力，所 以可根據(jù)指示船速的輸出選擇特定的引擎動力。優(yōu)選地，運行模式包括轉(zhuǎn)換模式，在船只運行模式在巡航模式和操縱模 式之間改變時執(zhí)行該轉(zhuǎn)換模式，并且其中在巡航模式和操縱模式轉(zhuǎn)換期間， 根據(jù)該輸出選擇引擎動力以在巡航模式和操縱模式之間產(chǎn)生平滑轉(zhuǎn)換。優(yōu)選地，該輸出被控制器用來在從巡航模式轉(zhuǎn)換到操縱模式和從操縱模 式轉(zhuǎn)換到巡航模式時產(chǎn)生平滑轉(zhuǎn)換。


將參考附圖通過實例描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例，其中 圖1是用來控制船用螺旋槳螺距的控制系統(tǒng)的示意圖； 圖1A是圖示圖1所示系統(tǒng)全部操作的圖表；圖2是示出控制面板的圖表，本發(fā)明的系統(tǒng)和方法可與該控制面板一起 使用；圖3是流程圖，示出了根據(jù)優(yōu)選實施例的控制系統(tǒng)和方法的啟動操作； 圖4是流程圖，示出了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的系統(tǒng)操作模式的選擇； 圖5是流程圖，示出了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的引擎檢查和螺距檢查程序；圖6是流程圖，示出了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的巡航模式程序； 圖6A和圖6B是示出了根據(jù)圖6流程圖的部分過程的操作的圖表； 圖7是流程圖，示出了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的操縱模式程序；和 圖8是示出引擎關(guān)閉的視圖。
具體實施方式
參考圖1,示出了才艮據(jù)優(yōu)選實施例的控制系統(tǒng)和用于船的船用驅(qū)動系統(tǒng) 的示意圖。船用驅(qū)動系統(tǒng)一般包括引擎18，其經(jīng)由離合器20驅(qū)動螺旋槳14。 螺旋槳14包括槳轂16和螺旋槳葉片12。在可變螺距船用螺旋槳中，葉片 12如此安裝，使得葉片12的位置可圍繞橫向于槳轂16旋轉(zhuǎn)軸的軸調(diào)節(jié)?？刂葡到y(tǒng)包括螺距控制單元10。螺距控制單元10連接到EDU馬達(dá)控 制器22,該EDU馬達(dá)控制器22依次控制DC馬達(dá)24， DC馬達(dá)24調(diào)節(jié)螺 旋槳葉片12的螺距。對于該機(jī)構(gòu)的機(jī)械細(xì)節(jié)，可參考上述國際申請，其內(nèi) 容通過該參考整合到本說明書中。螺距控制單元10通過在線11上輸出的控制信號控制引擎18。該控制基 本上是對引擎18的燃料輸送系統(tǒng)的控制，以響應(yīng)于控制桿28的移動增加或 減小引擎18供給的動力，從而控制船速。螺距控制單元IO還由線13連接 到離合器致動器25，因此信號可輸出到致動器25從而使得致動器打開或關(guān) 閉離合器20。顯然，在離合器打開時，從引擎18到螺旋槳14的驅(qū)動被斷開， 在離合器20關(guān)閉時，引擎18能夠驅(qū)動螺旋槳14。螺距控制單元10還由線 15連接到EDU馬達(dá)控制器22，因此信號可輸出到控制器22，從而依次使 得控制器22在線17上輸出信號以控制DC馬達(dá)24。DC馬達(dá)24的旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié) 螺旋槳葉片12的螺距位置，因此，線15和17上提供的控制信號被用來致 動DC馬達(dá)24以根據(jù)系統(tǒng)的操作狀態(tài)將螺旋槳葉片12定位到預(yù)期的螺距位 置，這將在下文中更詳細(xì)地描述?？刂茥U28連接到螺距控制單元IO并且可 通過船只操作員在極端位置之間移動以驅(qū)動船。 一般，通過桿28的移動輸 出的信號是電信號，該電信號通過線19供給到螺距控制單元10，并且這些 信號為螺距控制單元10提供了指示桿28位置的控制信號，因此可根據(jù)桿28 的位置控制引擎18的速度和/或扭矩。螺旋槳葉片螺距位置傳感器30、離合器打開或關(guān)閉傳感器32、引擎rpm 傳感器34和提供對地速度測量的GPS系統(tǒng)35也連接到控制單元10。因此， 不管離合器20是打開或關(guān)閉，關(guān)于螺旋槳葉片12螺距位置、引擎18的引 擎速度和船只對地速度的數(shù)據(jù)提供到螺距控制單元10 。螺距位置傳感器30用來測量DC馬達(dá)24輸出軸21的移動，該移動控 制螺旋槳葉片12的位置。由于通過測量馬達(dá)的輸出軸21容易測量螺旋槳的 螺距，所以傳感器30定位在該位置，而不是嘗試在槳轂16中提供傳感器30。 然而，如果需要，傳感器可以設(shè)置在槳轂16中。優(yōu)選地，傳感器30為霍爾效應(yīng)(Hall effect)傳感器并且包括磁鐵30a， 磁鐵30a安裝在由輸出軸21驅(qū)動的蝸輪傳動的蝸輪23上。傳感器輸出30b 實現(xiàn)了傳感器30，并且在蝸輪23旋轉(zhuǎn)到》茲鐵30a鄰近傳感器輸出30b的位 置時產(chǎn)生輸出信號，這是公知的。在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，馬達(dá)24的輸出軸21旋轉(zhuǎn)多次，例如120轉(zhuǎn)，以將螺旋槳14的螺距從倒退位置驅(qū)動到完 全前進(jìn)位置。這120轉(zhuǎn)只是將蝸輪23旋轉(zhuǎn)了不多于一整轉(zhuǎn)，并且優(yōu)選地為 完整的一轉(zhuǎn)，這樣在磁鐵30a與傳感器輸出30b對齊時，螺旋槳葉片12將 處于預(yù)定的螺距位置。因此，為了驅(qū)動螺旋槳葉片12直到它們被調(diào)節(jié)到特 定的參考螺距位置，馬達(dá)21被旋轉(zhuǎn)直到從傳感器輸出30b收到信號為止。 此后，通過控制輸出軸21的旋轉(zhuǎn)量來控制螺距以進(jìn)一步從該參考位置調(diào)節(jié) 螺旋槳葉片12的螺距。圖1A是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的操作系統(tǒng)的整體圖。該系統(tǒng)通過確定 特定的操作模式來運轉(zhuǎn)，特定的操作模式可由船只操作員通過控制面板選 擇，這將在下文參考圖2說明。 一般，這些模式包括操作模式101a或檢查 模式101b。操作模式101a是操縱模式102或巡航模式103。檢查模式101b 是引擎檢查模式104或螺旋槳檢查模式105。操縱模式102是在引擎速度被限制為低于最大引擎速度的速度時控制桿 28被用來改變螺旋槳葉片12螺距的模式，這將在下文參考圖2更詳細(xì)地說 明。在該模式中，控制桿28的移動影響控制單元10以改變螺旋槳葉片12 的螺距從而在船到達(dá)或離開碼頭等時操縱船?？刂茊卧?0改變引擎動力以 將引擎速度保持在例如高空轉(zhuǎn)。在巡航模式中，控制桿28為螺距控制單元IO提供信號以利用到達(dá)控制 單元10的控制器位置信號控制處于巡航模式的引擎18提供操作員需要的動 力。因此，控制桿28影響控制單元10以設(shè)定引擎動力(這可能依次改變引 擎速度)和螺旋槳螺距以產(chǎn)生所需的船速。巡航模式103還使得船能夠以大 開的風(fēng)門模式106行駛，在該模式中，引擎風(fēng)門和螺旋槳葉片螺距以最大動 力操作。在巡航模式中，船也可以處于動力停止模式107，在該模式中，螺 旋槳葉片的螺距移動到完全相反的位置，并且風(fēng)門減小到50%到完全打開風(fēng) 門之間的某一位置處。處于控制桿28控制之下的螺距分辨力在操縱模式中要比在巡航模式中 更精細(xì)。換言之，在巡航模式中，控制桿28的移動可將螺距從空檔改變到 例如12cm的螺距，而在操縱模式中，控制桿28的相同移動量將產(chǎn)生更小量 的螺距，例如100mm (4英寸)的螺距。因此，因為操縱模式中減小的螺距 量，控制桿的這種移動將導(dǎo)致更低的船速。這是期望的，因為在操縱模式中， 顯然船需要慢速行駛以在到達(dá)或離開碼頭等時精確移動。圖2是控制面板圖，船的船只操作員將使用該控制面板來控制船，并且 特別是，在船的各種操作模式期間控制螺旋槳葉片12的螺距。參考圖2,眾所周知的是，桿28可在船只操作員的控制下在前進(jìn)、空擋 和倒退位置之間移動。在前進(jìn)位置，桿28通常需要引擎加快轉(zhuǎn)速以向前驅(qū) 動船。根據(jù)船的操作狀態(tài)改變螺旋槳葉片的螺距以提供最佳可能的性能，這 取決于船上的人數(shù)、海況等。在空擋位置，螺旋槳葉片的螺距被設(shè)為空檔位 置，在該位置，螺旋槳14的旋轉(zhuǎn)有效地不產(chǎn)生驅(qū)動。在倒退位置，螺旋槳 葉片的螺距被設(shè)定在相反位置，所以可向后驅(qū)動船。因此，無需使用齒輪箱 改變螺旋槳14的旋轉(zhuǎn)方向就有可能倒退。控制面板還包括螺距檢查和引擎 檢查模式開關(guān)27、點火開關(guān)39、巡航/操縱模式開關(guān)29和離合器接合開關(guān) 32。優(yōu)選地，開關(guān)27和29為接觸開關(guān)(按鈕)的形式，從而系統(tǒng)可利用開 關(guān)27在引擎檢查和螺距檢查模式之間轉(zhuǎn)換，利用開關(guān)29在巡航和操縱模式 之間轉(zhuǎn)換。然而，所述開關(guān)可用其他類型的開關(guān)代替或可以是合適輸入到螺 距控制單元10的顯示屏幕(未示出)上的滾動菜單形式等，這取決于船只 操作員希望如何控制船。面板還包括緊急螺旋槳停止按鈕43。設(shè)置了發(fā)光二 極管45和47、以及49和51，這樣可顯示系統(tǒng)是否處于操縱模式、巡航模 式、引擎檢查模式或螺距檢查模式的指示，以使船只操作員易于識別。點火 開關(guān)39也通常設(shè)置有發(fā)光二極管或電燈泡53以在點火開并且如果發(fā)電機(jī) (未示出)充電時顯示，離合器開關(guān)32也設(shè)置有發(fā)光二極管55以在離合器 接合時顯示。發(fā)光二極管55在離合器接合時將關(guān)閉。在船的正常操作中，點火開關(guān)39在鑰匙等的控制下打開以啟動引擎。 通過將桿28從空檔點向前移動或相反移動使得槳轂16旋轉(zhuǎn)并且螺旋槳14 通過水驅(qū)動船來移動船，這是公知的。螺距檢查和引擎檢查模式開關(guān)27使 得船只操作員通過增加引擎轉(zhuǎn)速來檢查引擎操作，并且還檢查螺旋槳葉片12 螺距的移動以確保所有部件都如船只操作員所期望的那樣正確操作。操縱和 巡航模式開關(guān)29使得船只搡作員將控制系統(tǒng)置于通過改變螺旋槳葉片12的 螺距來操縱船只的操縱模式和進(jìn)入船只在正常風(fēng)門狀態(tài)下通過旋轉(zhuǎn)螺旋槳 14的引擎速度和合適的螺距以最經(jīng)濟(jì)的方式驅(qū)動的巡4元模式。圖3是流程圖，示出了根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例的系統(tǒng)的初始啟動。在 步驟301,通過轉(zhuǎn)動點火開關(guān)39中的點火鑰匙進(jìn)行初始啟動，包括螺距控制 單元10和EDU馬達(dá)控制器22的電子控制系統(tǒng)^皮發(fā)動。在步驟302，參考圖2描述的發(fā)光二極管點亮。螺距控制單元立即在線13上發(fā)送信號到致動 器25以打開離合器20，如果離合器不是已經(jīng)處于打開狀態(tài)的話。系統(tǒng)還進(jìn) 行初始的控制器檢查，在該檢查中，設(shè)定各種預(yù)定的程序設(shè)置并且通過經(jīng)由 線15從螺距控制單元10到馬達(dá)控制器22和線17到DC馬達(dá)的輸出調(diào)節(jié)螺 旋槳葉片12的螺距以將螺旋槳葉片移動到預(yù)定的參考位置，從而系統(tǒng)清楚 地知道在系統(tǒng)初始啟動時螺距設(shè)定在哪里。通過使得螺旋槳葉片12在完全 倒退和完全前進(jìn)位置之間移動然后在螺距控制單元10的控制下移動到參考 位置可以實現(xiàn)這種設(shè)定。單元10接收來自傳感器30的信息，該信息可提供 例如在螺旋槳葉片確切處于參考位置處時的指示，這樣控制單元10可隨后 通過線17到DC馬達(dá)24的合適輸出來控制DC馬達(dá)以將該位置調(diào)節(jié)到預(yù)定 位置，使得DC馬達(dá)24的輸出軸21旋轉(zhuǎn)以調(diào)節(jié)葉片12的螺距。在步驟303,做出螺距檢查模式按鈕27是否已經(jīng)被按下使得系統(tǒng)處于螺 距檢查模式的判斷。如果船處于干船塢等中，使得可以檢查用來改變螺旋槳 螺距的螺距控制機(jī)構(gòu)的操作，這可能是期望的。不用啟動引擎，只需簡單地 在引擎的啟動器馬達(dá)開始啟動引擎之前將點火鑰匙轉(zhuǎn)動到開位置就可以進(jìn) 行該檢查。因此，與其啟動船只，還不如簡單地將點火接通并檢查螺距機(jī)構(gòu) 是否如船只操作員所期望的那樣。如果系統(tǒng)已經(jīng)通過按鈕27轉(zhuǎn)換到螺距模 式，則程序移動到步驟304,在該步驟中，引擎的引擎速度被設(shè)為空轉(zhuǎn)(甚 至在引擎沒有運轉(zhuǎn)時)作為安全措施。因為離合器被打開，在任何情況下動 力都不會從引擎18傳遞到螺旋槳14，但是將引擎速度設(shè)定為空轉(zhuǎn)確保了如 果引擎由于任何原因而被啟動，引擎將不會增加轉(zhuǎn)速超過空轉(zhuǎn)速度。在步驟 304，螺距控制單元10在線15上將信號供給到EDU馬達(dá)控制器22，依次 將線17上的信號輸出以控制DC馬達(dá)24來改變螺旋槳葉片12的螺距。螺 旋槳葉片的螺距通過控制桿28的位置選擇。控制桿28的位置導(dǎo)致從控制桿 28到螺距控制單元10在線19上輸出的電壓改變，并且使用查閱表來選擇合 適的值，根據(jù)線19上的信號，螺旋槳葉片的螺距應(yīng)該被調(diào)節(jié)到該值。因此， 通過在完全前進(jìn)和完全倒退位置之間移動控制桿28，可產(chǎn)生從其最大前進(jìn)螺 距到其最大倒退螺距的螺旋槳葉片移動的完整范圍，因此可給出可視的檢查 以看到機(jī)構(gòu)正常工作。在步驟305，程序監(jiān)測模式設(shè)定的變化，并且如果沒 有變化，則程序循環(huán)到步驟304，因此螺旋槳葉片的螺距可通過移動桿28 來連續(xù)調(diào)節(jié)。如果有變化，則程序返回到步驟303并且做出模式按鈕已經(jīng)被按下的判斷。如果步驟301的點火鑰匙初始時被完全開啟使得引擎啟動，則將發(fā)生如上所述的相同操作，并且如果螺距模式按鈕27被按下，可選擇螺距模式操 作。然而，在引擎啟動時，程序可延遲步驟304直到引擎完全點火，因此啟 動引擎18和DC馬達(dá)24的啟動器馬達(dá)(未示出)在剛好相同的時刻沒有引 發(fā)動力。如果引擎被啟動，系統(tǒng)可監(jiān)測到達(dá)電池(未示出)正常電壓的回路， 在DC馬達(dá)24運轉(zhuǎn)之前，用該電池提供電力。這簡單地防止了電池太多消 耗或者防止了嘗試排出太多電流，如果引擎18與DC馬達(dá)24的嘗試運轉(zhuǎn)同 時被啟動的話。如果圖2所示的按鈕27沒有被按下而將系統(tǒng)轉(zhuǎn)換到操縱模 式，則程序在步驟303處移動到步驟306,在該步驟，將設(shè)定引擎檢查模式 子程序。在步驟307，進(jìn)行引擎啟動與否的檢查，程序基本上循環(huán)回到步驟 306等待引擎啟動。當(dāng)引擎已經(jīng)啟動時，程序移動到步驟308從而執(zhí)行引擎 檢查模式。該步驟通過螺距控制單元10從線15到EDU22和隨后EDU22從 線17到DC馬達(dá)24的輸出控制馬達(dá)以將螺旋槳葉片12放置在空檔位置， 從而將螺旋槳葉片的螺距移動到空檔位置。下文將更詳細(xì)說明引擎4全查子程序，但基本上該子程序?qū)嶋H上是初始啟 動的默認(rèn)模式并且允許船只操作員在離合器20斷開且螺旋槳葉片12處于空 檔位置時增加引擎轉(zhuǎn)速從而或者暖引擎或者通過引擎的聲音簡單地確認(rèn)在 船出發(fā)前引擎正常工作。在步驟309，做出決定以判斷操作模式是否已經(jīng)通過操作開關(guān)27或29 使船返回到或者螺距檢查模式、操縱模式或者巡航模式而改變。如果已經(jīng)通過轉(zhuǎn)換開關(guān)27或開關(guān)29改變了操作模式，則程序移動到步 驟310的位置S處，其在圖4中繼續(xù)。如果操作模式?jīng)]有改變，則程序移動 到步驟311并且檢查引擎速度以判斷引擎rpm是否小于800rpm。 800的值是 任意的并且如果需要可以是不同的速度。目的是確保在程序移動通過步驟 311之前引擎低速運轉(zhuǎn)。如果引擎速度小于800rpm，則程序移動到步驟410 以自動將船只設(shè)定到操縱模式。如果引擎速度高于800rpm,則程序返回到 步驟308等待，直到引擎速度降低到低于800rpm的水平從而系統(tǒng)可自動進(jìn) 入步驟410的操縱模式或者等待轉(zhuǎn)換其中 一個開關(guān)27或29來改變模式從而 使程序移動到步驟310。圖4是流程圖，示出了在其中一個開關(guān)27或29被切換以選擇由流程圖中步驟401所指示的特定操作模式時，系統(tǒng)如何操作。參考圖4，在步驟401,做出決定以判斷通過按下按鈕27或29請求何 種模式。兩種可能的模式是按下按鈕29的操縱/巡航模式或按下開關(guān)27選擇 的螺距/引擎檢查模式。開關(guān)27和29是瞬時接觸開關(guān)，在開關(guān)或按鈕27的 情況下，其可有效地轉(zhuǎn)換螺距檢查模式或引擎檢查模式，在開關(guān)或按鈕29 的情況下，其可有效地轉(zhuǎn)換操縱模式或巡航模式。通過發(fā)光二極管45、 47、 49和51的發(fā)光，可容易地看到特定的開關(guān)模式。假設(shè)操作按鈕27,則程序移動到步驟402，其在圖5中繼續(xù)。參考圖5 ，在步驟501做出決定以判斷開關(guān)27是否已經(jīng)被按下以在引擎 檢查模式或螺距檢查模式之間改變。如果處于引擎檢查模式，則程序移動到 步驟502，在該步驟，做出控制桿28是否處于空檔位置的判斷。如果控制桿 28不處于空檔位置，則在步驟503閃爍發(fā)光二極管47以警告船只操作員桿 必須移動到空檔位置。當(dāng)桿處于空檔位置時，步驟502的結(jié)果為肯定并且程 序移動到步驟504,在該步驟，如果離合器還沒有處于打開位置，則通過線 13到致動器25的打開離合器的信號輸出打開離合器20。螺距控制單元10 在線15上輸出信號到EDU22,其又依次在線17上輸出信號到DC馬達(dá)24 以按照步驟308將螺旋槳葉片放置在空檔位置，并且通過控制桿在空檔和完 全前進(jìn)位置之間的移動來設(shè)定引擎速度，并且引擎檢查發(fā)光二極管47被點 亮以顯示系統(tǒng)處于引擎檢查模式。因此，船只操作員可簡單地通過桿28的 前后移動來增加引擎轉(zhuǎn)速。線11上的輸出從查閱表選擇，其根據(jù)桿28的位 置和線19上提供的信號選擇所述輸出。因此，在桿前后移動時，引擎風(fēng)門 組件(未示出)被操作從而使得引擎轉(zhuǎn)速增加。在步驟505，做出是否通過 按下其中一個按鈕27或29存在模式改變請求的判斷。如果沒有，系統(tǒng)保持 在引擎檢查模式。如果已經(jīng)改變到請求的模式，則程序移動到步驟310，在 該步驟，程序返回到圖4，如前所述。如果在步驟501的模式檢查確定按鈕27已經(jīng)放置在螺距檢查位置，則 程序移動到步驟506以再次判斷控制桿是否處于空檔位置。如果控制桿28 不處于空檔位置，在步驟507閃爍發(fā)光二極管45以告訴船只操作員桿應(yīng)該 被移動到空檔位置。當(dāng)桿已經(jīng)移動到空檔位置時，程序移動到步驟508，在 該步驟，以與前述相同的方式通過到達(dá)致動器25的信號打開離合器20。通 過線11上的信號將引擎速度設(shè)定為空轉(zhuǎn)，從而引擎簡單地以空轉(zhuǎn)速度運轉(zhuǎn)。該模式中的控制桿位置28不會增加引擎轉(zhuǎn)速，并且引擎保持設(shè)定的空轉(zhuǎn)速度。當(dāng)然，桿28的移動可移動螺旋槳葉片12從而在引擎處于空轉(zhuǎn)速度時調(diào) 節(jié)了螺旋槳葉片的螺距。再次，桿28的位置改變了線19上的電壓信號，從 而可使用信號從查閱表選擇合適的值以從線15提供到控制器22,依次控制 DC馬達(dá)24，從而改變了螺旋槳葉片12的螺距。在步驟509,做出是否通過按下其中一個按鈕27或29存在模式改變的 請求，如果沒有，則程序返回到步驟508以保持螺距檢查模式。如果已經(jīng)改 變，則程序移動到步驟310,其再次將程序帶回到前述的圖4中?；氐綀D4，如果按鈕29而不是按鈕27被按下，則程序從步驟401移動 到步驟403并且做出按鈕29的按下是否將系統(tǒng)處于操縱模式或巡航模式的 判斷。如果開關(guān)29被置于巡航模式，則程序移動到步驟404并且做出系統(tǒng) 是否從操縱模式轉(zhuǎn)換到巡航模式的判斷。如果沒有，則系統(tǒng)移動到步驟408， 其在圖6中繼續(xù)，將在下文中說明。如果步驟404確定系統(tǒng)從操縱模式轉(zhuǎn)換到巡航模式，則系統(tǒng)執(zhí)行程序以 實現(xiàn)這些模式之間的平滑轉(zhuǎn)換，在處于操縱模式的情況下，如果系統(tǒng)立即移 動到巡航模式，則風(fēng)門28所處的位置會導(dǎo)致船只特性出現(xiàn)討厭的變化，例 如快速加速、快速減速等。如果步驟404的判斷為肯定，則程序移動到步驟405并且根據(jù)船只的當(dāng) 前運行狀態(tài)確定桿28的位置，如果處于可能導(dǎo)致快速改變到船只行駛方式 的極端位置，則在步驟406閃爍發(fā)光二極管51，在船只響應(yīng)于桿28的位置 之前，需要移動桿28。如果步驟405的問題的答案為是，則在步驟406處閃 爍發(fā)光二極管51告訴操作員在船只響應(yīng)巡航模式之前需要移動控制桿28。 因此，船只保持在操縱模式，同時引擎速度和螺旋槳螺距與其處于操縱模式 時的狀態(tài)相同。發(fā)光二極管51將連續(xù)閃爍直到操作員將控制桿28移動回到 向著空檔的位置，在該位置處，通過合適控制引擎和螺旋槳的螺距，正如其 處于巡航^t式的那樣，它將匹配船速。因此，，操作員應(yīng)該繼續(xù)向后移動桿直 到發(fā)光二極管51停止閃爍，從而表明桿現(xiàn)在處于正確位置，或者處于該位 置的預(yù)定限度內(nèi)。如果移動桿的位置使得它處于預(yù)定的限度內(nèi)，則程序從步 驟405移動到步驟407，在該步驟，從系統(tǒng)35讀取船速并且通過線11上的 來自螺距控制單元10的輸出控制引擎18以為該船速提供合適的引擎速度或 扭矩，并且通過線15上的到達(dá)控制器22和線17到達(dá)DC馬達(dá)24的輸出控制螺旋槳葉片12的螺距以保持該船速。然后，在操作員繼續(xù)移動控制桿28 時，船只可以巡航模式驅(qū)動。因此，這防止了船只在從操縱模式轉(zhuǎn)換到巡航模式時以不滿意的方式運轉(zhuǎn)，如果例如桿28的螺距在最后的操縱中處于這種位置，即桿接近大開風(fēng)門位置并且螺距處于完全前進(jìn)位置，如果模式立即 改變到巡航模式，這會被認(rèn)為是需要最大的引擎動力，從而導(dǎo)致船只盡可能快的加速。因此，系統(tǒng)確保了操作員需要移動控制桿28以有效地選擇船只 的操作狀態(tài)，從而在船只響應(yīng)于巡航才莫式之前，風(fēng)門位置可有效地匹配這些 操作狀態(tài)。如果在步驟403,做出的判斷為開關(guān)29已經(jīng)將系統(tǒng)轉(zhuǎn)換到操縱模式，則 程序從步驟403移動到步驟409。再次進(jìn)行關(guān)于該模式是否從巡航模式轉(zhuǎn)換 到操縱模式的檢查，如果沒有，程序移動到步驟410,其在圖7中繼續(xù)，將 在下文中說明。如果步驟409的判斷為模式從巡航模式轉(zhuǎn)換到操縱模式，則 程序移動到步驟411。再次進(jìn)行與步驟405相似的決定以判斷桿位置28是否 處于某一位置，在該位置處，如果立即改變模式，可能導(dǎo)致船產(chǎn)生不滿意的 反應(yīng)?？紤]到船的運行如船速等，如果桿的位置超出預(yù)定的限度，則在步驟 412閃爍發(fā)光二極管49以向船只操作員指示情況，并且船只操作員需要將桿 28移動到合適位置，這樣在改變到操縱模式時，船將不會以不滿意的方式響 應(yīng)。因此，操作員必須將桿28在系統(tǒng)以操縱模式響應(yīng)之前移動到匹配當(dāng)前 船只運行狀態(tài)的位置。因此，如果引擎速度或螺旋槳螺距為這樣，從而轉(zhuǎn)換 將使得船只從巡航模式改變到操縱模式時快速減慢，則這將被防止并且將不 會發(fā)生。如果桿位置28不大于預(yù)設(shè)限度或者已經(jīng)被:操作員移動，則程序可 移動到步驟413,在該步驟通過線11上的合適信號將引擎速度18設(shè)定到高 空轉(zhuǎn)速度如大約1500rpm的速度而將船置于操縱模式。螺旋槳的螺距基于從 GPS系統(tǒng)35讀取的速度設(shè)定，這樣螺距被設(shè)定到同時匹配船速和桿位置的 位置，因此在從搡縱模式轉(zhuǎn)換到巡航速度時，船速不會發(fā)生突然變化。通常， 在從巡航模式移動到操縱模式時，速度的這種變化可以是船的迅速減慢。因 此，通過設(shè)定螺距和監(jiān)測桿位置，在桿的位置匹配操縱模式下的船只操作狀 態(tài)之前，不會執(zhí)行操縱模式，所以不會發(fā)生突然的速度變化，并且船連續(xù)運 行直到駕駛員通過桿28的操作使船進(jìn)入新的模式為止。然后，桿28的移動 將導(dǎo)致螺距控制單元10通過線15上的輸出信號來響應(yīng)桿位置28的移動， 這樣螺旋槳葉片12的螺距在引擎速度18不變化時響應(yīng)于桿28的移動來進(jìn)行調(diào)節(jié)。現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖6，當(dāng)系統(tǒng)移動到用于巡航模式的步驟405時，或者直接經(jīng)由步驟404或者從步驟404通過過渡步驟405到407，在步驟600進(jìn)行初始 檢查以判斷引擎速度是否小于800rpm。如果不，則程序在該步驟循環(huán)等待 引擎速度降低到800rpm或更低。這防止了巡航模式以初始非常高的引擎速 度開始，這可能導(dǎo)致非預(yù)期的和討厭的快速加速。當(dāng)引擎速度降低到小于 800rpm時，程序移動到步驟601。在步驟601，離合器20接合。在步驟602， 做出是否需要大開風(fēng)門加速的判斷。該判斷基于桿28的位置以及所致的線 19上的電壓信號做出。如果桿28完全向前移動，表明需要滿風(fēng)門動力，則 步驟602的答案為肯定。如果桿28快速移動，表明船只操作員需要快速加 速，則系統(tǒng)處于大開風(fēng)門狀態(tài)直到船速匹配新的桿28位置所需的狀態(tài)。桿 28的移動速度通過簡單地測量桿28從其初始位置移動到其新位置所經(jīng)歷的 時間(即，dx\dt)來確定。如果這發(fā)生，則程序移動到步驟603并且螺距控 制單元IO立即從線11上輸出滿風(fēng)門打開位置信號到引擎，從而引擎輸出最 大扭矩。螺旋槳葉片12的螺距通過EDU22和DC馬達(dá)24設(shè)定從而獲得產(chǎn) 生最大動力的引擎速度。在步驟604，做出是否通過按下按鈕43請求了螺旋 槳停止的判斷。如果在緊急情況下如船擱淺、接近淺水者或其他危險時或在 其他危險情況下，想要立即停止螺旋槳14的旋轉(zhuǎn)，則可在緊急情況下按下 按鈕43。如果步驟604為否定，則程序返回到步驟602并且簡單繼續(xù)。如果 需要螺旋槳停止，則程序移動到步驟605,在該步驟，線ll上的從螺距控制 單元10的輸出將引擎rpm設(shè)定為空轉(zhuǎn)并且通過各線11和l3上的信號打開 離合器20。單元10同時在線15上輸出信號到EDU22以控制DC馬達(dá)24 將螺旋槳葉片12置入空檔位置。在步驟605，系統(tǒng)自動默認(rèn)為引擎檢查模式。 這簡單地使得系統(tǒng)在螺旋槳再次運行前不得不手動設(shè)定到另一模式，從而當(dāng) 船仍然處于危險狀態(tài)時，螺旋槳不會錯誤運行。在步驟605之后，程序移動 到步驟605a,在該步驟，做出控制桿是否已經(jīng)移動到空檔位置的判斷。如果 答案為是，則程序移動到步驟605b,表明已經(jīng)請求了引擎檢查模式，并且離 合器燈55閃爍，表明離合器斷開，指示駕駛員沒有動力供給到螺旋槳14。 如果在步驟605a，控制桿不處于空檔位置，則程序移動到步驟605c,在該 步驟，引擎檢查LED47閃爍，離合器燈55也閃爍。離合器燈表明離合器被 打開，引擎檢查LED47向駕駛員表明控制桿28需要在進(jìn)一步發(fā)生任何事情之前移動。步驟60^回到步驟6053等待，表明控制桿實際上已經(jīng)在程序隨后移動到步驟60Sb之前移動到了空檔位置。在605b之后，程序移動到步驟 310，等待特定模式選擇。如果在步驟604處沒有請求螺旋槳停止，則程序回到步驟602，在該步 驟再次做出大開風(fēng)門狀態(tài)是否仍然存在的判斷。如果不需要大開風(fēng)門狀態(tài)， 則程序移動到步驟606并且做出是否需要停止動力的判斷。在船只操作員迅 速將控制桿28移動到完全倒退位置時發(fā)生動力停止，從而表明螺旋槳葉片 12的螺距被改變以提供制動，這樣船將盡可能快的慢下來。再次，通過簡單 地監(jiān)測線17上的電壓和桿28移動到完全倒退位置處的速度(dx\dt)，做出 判斷。如果不需要動力停止，則程序移動到步驟607,在該步驟，從GPS速 度系統(tǒng)35確定船速。在步驟607，根據(jù)船上的荷載包括船上的人數(shù)、海況等， 從多個引擎速度螺距位置的運行曲線中確定合適的曲線，從而基于運行曲線 選擇特定的調(diào)節(jié)因子，該運行曲線是考慮到荷載狀態(tài)等的被認(rèn)為是最可取的曲線。圖6A和6B的圖形示出了在步驟607如何選4奪合適的運行曲線。圖6A 的圖形示出了特定動力曲線P，的阻力-船速。如果例如控制桿28移動到所 要求的船速S的位置，動力曲線P，上的正常合適動力為PO。如果例如船輕 輕地裝載了例如兩個人，該動力曲線是適用的。如果船更重地裝載，則特定 的動力PO將不足以實現(xiàn)船速S，需要考慮另一條曲線例如動力曲線P",其 表明船更重地裝載有人。因此，達(dá)到船速S所需特定動力可能為Pl。程序 能夠在考慮到操作過程中的兩種經(jīng)歷的荷載或阻力而學(xué)習(xí)需要何種合適的 動力曲線以產(chǎn)生船速S，并且如果例如船利用動力PO不能達(dá)到速度S,則程 序確定出需要移動到另 一條適用于更大船上阻力或荷載的動力曲線以達(dá)到 該速度。在選擇合適的動力曲線之后，圖6B示出了為了提供最經(jīng)濟(jì)的運轉(zhuǎn)狀態(tài) 以產(chǎn)生所需的動力從而依次產(chǎn)生所需船速S而如何選擇特定的引擎扭矩和 引擎速度。圖6B示出了以牛頓米為單位的扭矩相對于以每分鐘轉(zhuǎn)速為單位的引擎 速度的曲線。曲線A是制動器比油耗，其給出了以克每千瓦時為單位的相等 油耗。曲線B是以KW為單位的相等動力的曲線。曲線C是大開風(fēng)門的扭 矩曲線。因此，對于曲線A，各曲線上的各點給出等量的每kwh燃料。最低的油 耗為曲線A，(其有效地為一個點)，然后油耗在曲線A"、 A"，處向外增加并 且曲線A""為最高的消耗。因此，對于期望的引擎動力，例如曲線B，給出的 許多不同的扭矩和引擎速度都是可能的，例如那些由T1N1、 T2N2、 T3N3 和T4N4示出的。為了實現(xiàn)例如動力B，的最佳燃料經(jīng)濟(jì)性，應(yīng)該選擇曲線B， 和最佳油耗線D的交點。因此，這將提供所需的給出最大燃料經(jīng)濟(jì)性的引擎 速度并且從查閱表調(diào)節(jié)螺旋槳14的螺距以保持引擎速度N4。如果例如風(fēng)門 被移動，從而表明需要更多動力，例如由曲線B"給出的動力，然后在點A， 處它不可能產(chǎn)生最大的燃料經(jīng)濟(jì)性，因為曲線B4明顯沒有經(jīng)過該點。因此， 最合適的S1擎速度和扭矩將是最接近點A，的，例如由扭矩T5和引擎速度N5 給出的點。查閱表將再次提供合適的螺距設(shè)定以將引擎速度保持在N5，從 而為所需動力提供最佳燃料經(jīng)濟(jì)性以產(chǎn)生所需船速。備選地，螺旋槳16的 螺旋槳葉片12的合適螺距可從特定動力需要的合適的查閱表選擇，并且引 擎的風(fēng)門被用來將引擎速度控制到最佳經(jīng)濟(jì)性所需的速度，在這種情況下為 n5。因此，考慮到船上阻力或荷載，步驟607可以選擇合適的動力曲線以匹 配所需的船速。取決于感知的船荷載或阻力，通過用于從一條動力曲線改變 到另一條動力曲線的特定偏差因子，可使動力曲線關(guān)聯(lián)。然后，這使得僅僅 提供一條被提供，并且使得該動力曲線可被荷載因子調(diào)節(jié)以用來在圖6B中 選擇曲線B，、 B，，和B"，等其中一條曲線上的動力或者通過它們之間差值選擇 動力。在步驟608，考慮到桿28的位置和所導(dǎo)致的線19上的電壓，通過如上 所述的選擇合適的值來設(shè)定引擎速度18，從螺距控制單元10中的查閱表中 選擇螺距位置以保持該？ 1擎速度，從而輸出所需的引擎動力以提供所需的船 速。如上述步驟607所提到的，特定值可取決于步驟607選擇的特定運行曲 線而被調(diào)節(jié)。因此，控制桿的移動導(dǎo)致線19上的電壓變化并且因此導(dǎo)致從 查閱表選擇的合適值在線11上輸出的電壓變化以依據(jù)桿28的位置設(shè)定引擎 速度18。通過線15到EDU22的輸出和線17到DC馬達(dá)24的輸出也可以調(diào) 節(jié)葉片12的螺距從而在保持船只操作員要求的船速的同時將引擎速度保持 盡可能的低，還可以調(diào)節(jié)螺旋槳12的螺距以保持引擎速度。因此，換句話 說，通過移動桿28，船只操作員有效地設(shè)定了船速并且引擎速度和螺旋槳螺距做出反應(yīng)以提供該速度，同時通過在步驟607選擇合適的運行曲線提供了最大的經(jīng)濟(jì)性。在步驟609,做出是否由于開關(guān)27或29其中之一的操作而改變模式的 判斷。如果沒有，則程序移動到步驟610，在該步驟，做出控制桿28是否已 經(jīng)移動到空檔位置的判斷。如果回答為否，則程序回到步驟608，在該步驟， 依據(jù)桿28的位置，保持如步驟608中提到的引擎速度參數(shù)。如果控制桿28 已經(jīng)移動到空檔位置，則系統(tǒng)在步驟611判斷是否存在由于圖2中按下的按 鈕32而產(chǎn)生離合器超馳命令。這使得離合器在例如保持按鈕32按下的同時 置于關(guān)閉狀態(tài)，因此桿可以移入或移出空檔位置，從而通過回到步驟608的 程序在巡航模式下輕輕地使船前后移動。這簡單地停止了船處于空檔位置和 離合器20被斷開的狀態(tài)，從而在船再次通過動力移動之前完全切斷了到達(dá) 螺旋槳14的動力并且需要再次接合。如果在步驟611沒有按下離合器按鈕32，則程序移動到步驟617以打開 離合器20,然后到達(dá)步驟310在桿28置于空檔位置之后等待模式選擇。如果在步驟609模式選擇改變，則程序還移動到步驟310等待新模式的 選擇。如果在步驟606判斷出動力停止?fàn)顟B(tài)，則程序移動到步驟612，在該步 驟通過線15到EDU22的信號輸出并且通過EDU22到馬達(dá)控制器24的信號 輸出從而將該位置調(diào)節(jié)到完全倒退位置，螺旋槳葉片12的螺距被設(shè)定為完 全倒退位置以提供制動效果。同時，在請求動力停止時，根據(jù)GPS速度系 統(tǒng)35提供的船速，設(shè)定線11上的輸出以控制引擎速度18從而實現(xiàn)合適的 動力。因此，如果請求動力停止并且船只非常高速的行駛，則在螺旋槳14 處于完全倒退螺距時，所需的引擎動力量將較高并且可控制？ 1擎速度以給出 例如4000rpm的速度從而提供所需的動力來減小船速。然而，如果船只在例 如僅15節(jié)的速度下行駛，則所需的引擎動力量十分小，并且可將引擎控制 到例如2000rpm的速度以利用處于完全倒退螺距的螺旋槳14減小船速。因 此，選擇的引擎動力將為由GPS系統(tǒng)35提供的實際對地船速的函數(shù)。此外，還可以控制引擎速度以確保在桿從前進(jìn)位置通過空檔位置移動到 倒退位置時，引擎不會在螺旋槳14的螺距通過空檔位置時不必要的過度加 速。如果引擎產(chǎn)生相當(dāng)大量的動力，即使轉(zhuǎn)速可能相對低，并且船處于低速， 但是引擎可能在螺旋槳14移動到空檔的螺距位置時不必要地加速，這可能不僅是不必要地過度加速了引擎，而且還可能導(dǎo)致船產(chǎn)生討厭的反應(yīng)。因此， 引擎速度作為船速的函數(shù)被控制，從而考慮到船速，引擎不會過度加速并且 引擎輸出所需量的動力，所以在螺旋槳14的螺距設(shè)定為完全倒退位置時， 引擎確實可輸出足夠的動力以在動力停止模式快速減慢船只。在步驟613，做出緊急螺旋槳停止按鈕43是否被按下的判斷，這表明不僅需要動力停止， 而且船只操作員希望立即切斷螺旋槳14。如果是，則程序移動到步驟614, 在該步驟，執(zhí)行參考步驟605a、 605b和605c描述的相同步驟以停止螺旋槳 14的旋轉(zhuǎn)。如果沒有請求螺旋槳停止，則程序移動到步驟615，在該步驟， 做出GPS速度系統(tǒng)35提供的船速是否小于預(yù)定的最小值或控制桿28是否 已經(jīng)移動的指示。如果已經(jīng)達(dá)到預(yù)定的最小速度，這表明船已經(jīng)如船只操作 員所要求的減慢，程序經(jīng)由步驟616回到步驟602，在步驟616，通過桿28 回到用于控制的正常巡航模式，再次在船只操作員的控制下驅(qū)動船只前進(jìn)或 后退，這將通過程序移動通過步驟602然后603到605或者步驟606到611 來實現(xiàn)。如果船速沒有降低到最小值，并且桿28從完全向后的或倒退位置 的移動，這表明船只操作員可能再次希望在到達(dá)最小速度之前沿前進(jìn)方向使 船提速。因此，程序再次移動到步驟616以回到正常的巡航模式，然后到達(dá) 步驟602。因此，在動力停止期間，如果船沒有到達(dá)預(yù)定的最小速度，并且由于某 些原因船只操作員決定最好再次使船提速，則這可以通過移動桿簡單地實 現(xiàn)，而無需首先等待船到達(dá)預(yù)定最小速度，并且一旦桿移動，船可以以前述 的巡舶》漠式移動。如果步驟616的回答為否，則程序簡單地移動到步驟612 并且動力停止?fàn)顟B(tài)繼續(xù)。在備選實施例中，勝于依賴船速在回到巡航模式之前到達(dá)最小速度，可 測量系統(tǒng)處于動力停止模式的時間量，這樣，在例如3秒的預(yù)定時間限度之 后，程序?qū)牟襟E615移動到步驟616從而回到正常的巡航模式。因此，為 了返回到巡航模式，勝于監(jiān)測船速或桿位置，可監(jiān)測流逝的時間和桿位置， 從而如果經(jīng)過了預(yù)定的時間周期，或者操作員改變了桿位置，則系統(tǒng)移動到 步驟616以使系統(tǒng)回到正常的巡航模式。在動力停止模式期間，只要桿快速拉回從而啟動動力停止模式，在所有 時刻就可以產(chǎn)生連續(xù)的引擎動力。然而，在更優(yōu)選的實施例中，只要一識別 出動力停止模式，該模式是通過桿的快速移動產(chǎn)生的，如前所述。動力可被切斷直到例如螺旋槳葉片的螺距被調(diào)節(jié)到負(fù)或倒退位置時，然后施加動力。 因此，引擎轉(zhuǎn)速可降低到空轉(zhuǎn)，然后在葉片一處于倒退或負(fù)的螺距位置時就 增加。因此，這提供了略微更快的停止，因為在螺旋槳葉片螺距從向前移動 的位置轉(zhuǎn)換到倒退的或負(fù)的位置時動力立即被中斷，并且動力僅在葉片到達(dá) 負(fù)的或倒退的位置時才再次施加。如果在圖4中，系統(tǒng)移動到步驟410，表明需要操縱模式，則船移動到操縱模式，如圖7所示。圖7還示出了在初始啟動后當(dāng)系統(tǒng)從圖3的步驟311 移動到圖中的410時并且在引擎速度降低到小于800rpm時如何執(zhí)行操縱模 式。參考圖7，在步驟700，做出引擎速度是否小于800轉(zhuǎn)每分鐘的判斷。 如果沒有，則程序繼續(xù)循環(huán)執(zhí)行該檢查直到引擎速度降低到該速度以防止在 初始時處于高rpm值的引擎速度進(jìn)入操縱模式。如果引擎速度已經(jīng)降低到小 于800轉(zhuǎn)每分鐘，則程序隨后移動到步驟701。在步驟701，離合器20接合， 如果還沒有接合的話，在步驟702,通過線11上的信號將引擎速度設(shè)為高空 轉(zhuǎn)速度，例如1500rpm。這使得引擎可以向螺旋槳14輸出相對低的動力。 在步驟703,進(jìn)行是否通過按下按鈕27或按鈕29改變了模式的檢查，并且 如果是，程序移動到步驟310返回圖4，在選擇的特定模式下控制。如果模 式?jīng)]有改變，則程序移動到步驟704并且做出螺旋槳停止按鈕43是否已經(jīng) 按下的判斷，并且如果是，程序移動到步驟705，在該步驟，再次執(zhí)行如參 考步驟605和614所述的相同步驟，此后移動到步驟310等待模式選擇。如 果沒有選擇螺旋槳停止，則程序從步驟704移動到步驟706以判斷控制桿是 否處于空檔位置。如果沒有，則程序回到步驟702,如果是，程序移動到步 驟707。在步驟707，做出控制桿是否已經(jīng)處于空檔位置超過IO秒的判斷。 如果控制桿已經(jīng)處于空檔位置超過10秒，表明控制桿被移動來操縱船只， 程序回到706并且繼續(xù)該循環(huán)直到桿離開空檔位置超過10秒時為止。桿已 經(jīng)離開空檔位置超過10秒的實事可能是兩種可能性的指示。第一種可能性 是船被有效地停放，或者其次，船需要處于操縱模式但是已經(jīng)處于停滯狀態(tài) 直到障礙消除或船具有繼續(xù)操縱的清晰通路。如果步驟707處的判斷的答案 為肯定，則程序移動到步驟708,在該步驟，離合器燈55閃爍并產(chǎn)生可聽見 的聲音如蜂鳴以警告操作員船只還處于空擋狀態(tài)。在操作員錯誤地使船處于 操縱模式并且桿處于空檔而螺旋槳仍然通過離合器連接到馬達(dá)的情況下，這可以簡單地提醒操作員。如果桿留在空檔的實事是故意的，則蜂鳴聲或閃爍離合器燈55將簡單繼續(xù)直到駕駛員提供下一個操作命令。在步驟709，做出 離合器斷開按鈕32是否按下以斷開離合器20的判斷。如果回答為是，則程 序移動到步驟710，并且離合器斷開，引擎速度^皮設(shè)為空轉(zhuǎn)。然后，程序移 動到步驟310等待輸入以選擇特定的操作模式或者可筒單地關(guān)閉系統(tǒng)。如果 離合器按鈕32沒有按下，則程序回到步驟702，并且像上述那樣繼續(xù)。因此，提醒了操作員控制系統(tǒng)處于空檔模式并且螺旋槳接合的實事，因 此，如果錯誤地執(zhí)行此，則離合器20如果必要可被打開。如果延遲僅僅是 由于操作員需要在繼續(xù)操縱之前等待清空的通路，則離合器不會自動斷開， 這意味著搡作員在操縱模式中不用不得不連續(xù)重新接合離合器，并且在控制 桿根據(jù)步驟702到707從空檔位置一移開就繼續(xù)操縱模式。如果，在步驟706，答案是控制桿不處于空檔，則程序回到步驟702。在步驟702，可用的引擎速度在處于巡航模式時被限制得小于在巡航模 式可以使用的最大可用引擎速度。當(dāng)需要精細(xì)的操作和在由引擎速度的某些 可能變化產(chǎn)生的螺旋槳螺距調(diào)節(jié)的影響下首先發(fā)生操縱時，限制S1擎速度確 保了滿引擎速度在巡航模式中不可用。引擎速度的限制可以兩種方式實現(xiàn)。在第一實施例中，引擎速度被固定 在預(yù)定速度，例如大約1500rpm的高空轉(zhuǎn)速度?！?i殳系統(tǒng)使用的傳動比為2: 1，這將產(chǎn)生螺旋槳軸速度，并且螺旋槳的轉(zhuǎn)速為750rpm。在第二實施例中， 在操縱模式中，引擎速度的某些調(diào)節(jié)是可用，但是引擎速度量被限制得小于 最大引擎速度，并且通常為大約30%的最大引擎速度的引擎速度，這將提供 大約30%的正常全開風(fēng)門動力。因此，在步驟702,在引擎速度按照上述被限制時，通過移動控制桿28 來調(diào)節(jié)螺旋槳葉片12的螺距。因此，在操縱模式中，當(dāng)引擎速度保持恒定 或通過控制單元IO僅有相對小量的變化時，通過使得控制單元10改變螺旋 槳葉片12的螺距，控制桿28改變了船速，而在巡航模式，通過使得控制單 元IO設(shè)定引擎動力(可通過最大引擎速度提供)和螺旋槳葉片12螺距的結(jié) 合，桿28的移動改變了船速。因此，在巡航^t式中，使用單個控制桿28改 變引擎動力和螺旋槳螺距從而改變船速，而在操縱模式中，在引擎速度被限 制時，控制桿28改變螺旋槳葉片12的螺距。在操縱模式中，如果想要改變引擎速度，控制桿28的移動在桿的滿搡作范圍內(nèi)僅產(chǎn)生最大值達(dá)到30%的全開風(fēng)門。此外，在操縱模式中，螺距調(diào) 節(jié)量也稍微小于巡航模式中可用的調(diào)節(jié)量。因此，再次，滿風(fēng)門移動僅可以將螺距改變?yōu)槔缭谘埠侥Ｊ街锌捎玫穆菥喔淖兞康淖疃?0% 。圖8是流程圖，示出了在想要關(guān)閉引擎時的引擎關(guān)閉。在步驟801，做 出點火裝置39是否被切斷的判斷。在步驟802,指示螺距檢查模式的發(fā)光二 極管45被接通，并且螺旋槳葉片12的螺距被調(diào)節(jié)到默認(rèn)螺距位置。這將使 得下一次引擎啟動時，假設(shè)在船切斷期間螺旋槳螺距沒有因為任何原因而移 動，螺旋槳葉片的螺距更容易定位到參考螺距位置。如果進(jìn)行維護(hù)等，可能 出現(xiàn)螺距移動。然而，在絕大多數(shù)情況下，在引擎關(guān)閉后，螺旋槳葉片的位 置不會變化，因此螺旋槳葉片的螺距被設(shè)定得接近參考的螺距位置以進(jìn)行初 始校準(zhǔn)，并且在引擎啟動時螺距定位更容易，并且如果調(diào)節(jié)不可能的話，提 供正螺距。因此，如果船停止和由于某些原因在船再次啟動時螺距不能改變 的情況下，已經(jīng)移動到正螺距的參考位置的螺旋槳至少能夠提供動力使船回 家。在步驟804,馬達(dá)控制器22被切斷，在步驟805，做出點火裝置39是 否確實關(guān)閉的另一檢查。如果點火裝置關(guān)閉，則程序僅循環(huán)到步驟804使控 制單元22保持在關(guān)閉狀態(tài)。因為點火裝置(在柴油機(jī)的情況下為燃料)被 切斷，所以引擎也被停止。如果點火裝置實際上沒有關(guān)閉并且初始關(guān)閉信號 是因為堵住(spike)或其他短時期的能量損失，則在步驟806,系統(tǒng)重置其 自己。在本發(fā)明的進(jìn)一步實施例(未示出)中，系統(tǒng)可包括設(shè)定速度巡航控制 模式，在該模式中，船可置于設(shè)定速度巡航控制中，從而通過巡航控制模式 以預(yù)定的對地速度使船連續(xù)移動，直到駕駛員接管為止。在設(shè)定速度巡航控 制模式中，通過GPS系統(tǒng)35監(jiān)測船速，同時為了保持恒定速度，通過控制 器10將螺旋槳螺距調(diào)節(jié)到預(yù)定螺距，然后調(diào)節(jié)引擎動力以保持設(shè)定的預(yù)定 速度。在前述的實施例中，當(dāng)需要實際的船只對地速度時，可使用如前所述的 來自GPS系統(tǒng)的數(shù)據(jù)得到，或者通過任何其他合適的速度傳感器或測量裝 置得到。然而，在備選實施例中，船速可從查閱表中提供。查閱表可對給定 的螺旋槳轉(zhuǎn)速和螺距量提供許多速度值。如前所述，螺旋槳速度是引擎速度 的函數(shù)，并且取決于系統(tǒng)的傳動比，傳動比一般為2: 1。因此，在該實例中， 通過簡單地平分引擎rpm可給出螺旋槳速度。提供的螺距量還可通過前述的霍爾傳感器裝置30測量。因此，可確定螺距量和螺旋槳轉(zhuǎn)速并且從查閱表 中選擇合適的速度值。對于給定的螺旋槳速度和螺距量，該速度值可用多種 不同方法近似。 一種方法是使用以下方程對給定的螺距和螺旋槳速度值提供各種速度近似值速度=螺距x螺旋槳速度-滑動滑動是公知量， 一般與特定的螺旋槳設(shè)計相關(guān)，并且可基于使用的螺旋槳來確定或是已知的。螺旋槳的典型滑動量大約為25%的速度值，該速度值 可簡單地通過螺距量與螺旋槳速度的相乘給出。對于該值，速度值可等于螺 距量乘以螺旋槳速度除以3/4。如果需要其他滑動值，則螺距乘以螺旋槳速 度可簡單地通過螺旋槳14的滑動量來簡化。在優(yōu)選實施例中，想要的運行 特性是保持螺距量恒定并且改變引擎速度以得到所需的運行特性。如果引擎 速度的增加或減小不能得到所述特性，則改變螺距并相應(yīng)地調(diào)節(jié)引擎速度以 為船只提供所需的速度。在后面的權(quán)利要求中和在前述的發(fā)明說明書中，除了上下文需要或者由 于表達(dá)語言或必要的暗示，詞語"包括(原型)，，，或者變體如"包括(第三 人稱單數(shù))"或"包括(動名詞)"，用作包括的意思，即，表明所述特征存 在但不排除在本發(fā)明各種實施例中存在或增加進(jìn)一步的特征。因為本領(lǐng)域的技術(shù)人員可用容易地在本發(fā)明的實質(zhì)和范圍內(nèi)實現(xiàn)各種 改變，所以應(yīng)該理解，本發(fā)明不限于上文作為實例說明的特定實施例。
權(quán)利要求
1、一種控制具有引擎的船只的可控螺距船用螺旋槳螺距的方法，包括以下步驟提供動力停止模式以在船只前進(jìn)時快速減小船速；和將螺旋槳螺距調(diào)節(jié)為完全倒退位置，同時引擎動力在船只從前進(jìn)運動轉(zhuǎn)換到船只減小的前進(jìn)速度的整個過程中都可用。
2、 如權(quán)利要求1所述的方法，其中該方法包括保持連續(xù)的引擎動力可 用直到船只停止為止或直到船只由船只操作員控制為止。
3、 如權(quán)利要求1所述的方法，其中該方法包括通過監(jiān)測驅(qū)動致動器的 移動速度判斷動力停止需要以將螺旋槳置于完全倒退的螺距位置。
4、 如權(quán)利要求1所述的方法，其中該方法包括監(jiān)測船速并且在動力停 止模式中維持船直到船達(dá)到預(yù)定速度或船被操作員通過致動裝置的移動而 控制從而以除動力停止模式之外的方式操縱船。
5、 如權(quán)利要求1所述的方法，其中該方法包括保持動力停止?fàn)顟B(tài)預(yù)定 的時間周期，或直到船只被控制再次前進(jìn)。
6、 如權(quán)利要求1所述的方法，其中提供操縱模式的步驟在速度等于或 小于所述預(yù)定限度時保持引擎速度基本恒定。
7、 如權(quán)利要求1所述的方法，其中提供操縱模式的步驟包括調(diào)節(jié)引擎 速度同時還調(diào)節(jié)螺旋槳螺距。
8、 如權(quán)利要求l所述的方法，其中預(yù)定的限度為大約30%的最大引擎 速度。
9、 一種用來控制包括引擎的船只的可控螺距船用螺旋槳螺距的系統(tǒng)， 包括可從前進(jìn)位置移動到倒退位置的驅(qū)動致動器； 用來調(diào)節(jié)螺旋槳螺距的控制器，以使螺距處于完全倒退位置；和 其中控制器通過監(jiān)測致動器的移動來判斷動力停止需求，并且根據(jù)動力 停止的判斷用來將螺旋槳螺距調(diào)節(jié)到完全倒退位置，同時引擎動力在從船只前進(jìn)移動轉(zhuǎn)換到船只減速的整個過程中都可用。
10、 如權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中控制器用來保持連續(xù)的引擎動力直 到船只停止為止或者直到致動器被船只操作員移動為止。
11、 如權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中控制器用來通過監(jiān)測致動器向完全 倒退位置的移動速度來判斷動力停止需求。
12、 如權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中驅(qū)動致動器包括控制桿。
13、 如權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中該系統(tǒng)包括用來提供指示船速的信 號的速度傳感器，并且控制器用來在動力停止模式中維持船只直到達(dá)到預(yù)定 船速或者驅(qū)動致動器被操作員致動以不同于動力停止模式的方式操作船只 為止。
14、 如權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中保持動力停止模式直到船只達(dá)到 預(yù)定速度，并且船速由查閱表表示，這樣對于特定的螺距量和螺旋槳轉(zhuǎn)速， 可提供合適的速度值。
15、 如權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其中船速值是以下方程的近似值 速度=螺距量x螺旋槳轉(zhuǎn)速-滑動。
全文摘要
本發(fā)明公開一種控制具有引擎的船只的可控螺距船用螺旋槳螺距的方法，包括以下步驟提供動力停止模式以在船只前進(jìn)時快速減小船速；和將螺旋槳螺距調(diào)節(jié)為完全倒退位置，同時引擎動力在船只從前進(jìn)運動轉(zhuǎn)換到船只減小的前進(jìn)速度的整個過程中都可用。本發(fā)明還公開一種用來控制包括引擎的船只的可控螺距船用螺旋槳螺距的系統(tǒng)，包括可從前進(jìn)位置移動到倒退位置的驅(qū)動致動器；用來調(diào)節(jié)螺旋槳螺距的控制器，以使螺距處于完全倒退位置；和其中控制器通過監(jiān)測致動器的移動來判斷動力停止需求，并且根據(jù)動力停止的判斷用來將螺旋槳螺距調(diào)節(jié)到完全倒退位置，同時引擎動力在從船只前進(jìn)移動轉(zhuǎn)換到船只減速的整個過程中都可用。
文檔編號B63H21/22GK101332869SQ200810088639
公開日2008年12月31日 申請日期2004年9月6日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月28日
發(fā)明者漢斯-岡瑟·羅森克蘭茲, 馬丁·羅布森 申請人:艾姆博里治有限公司