可控螺距船用螺旋桨是公知的并且包括具有多个螺旋桨叶片的螺旋桨 桨毂，这些叶片安装得可绕垂直于桨毂旋转轴延伸的轴移动。螺旋桨桨毂由 引擎驱动以旋转桨毂。螺距控制机构用来改变螺旋桨叶片的螺距以适合引擎 的各种运行状态从而改进船的性能并且还改进经济性。
我们更早的国际申请No.PCT/AU99/00276和国际申请No. PCT/AU2004/000970描述了能够调节螺旋桨叶片螺距的机构。当两个上述申 请中的机构不同时，它们都包括马达，该马达被控制以移动控制轴从而调节 叶片的位置。控制轴的移动可以是控制轴相对于主驱动轴的相对旋转，或控 制轴的纵向移动。此外，还可以使用其他控制系统，如液压系统。
发明内容
可认为本发明属于一种船只的可控螺距船用螺旋桨的螺距的控制方法， 包括以下步骤：
提供巡航模式，在该模式中，可调节引擎速度和螺旋桨螺距以使得船只 的前进速度可被改变，并且其中引擎速度可被调节到最大的引擎速度；
提供操纵模式，在该模式中，在将引擎速度保持在小于最大引擎速度的 预定限度内时，调节船用螺旋桨的螺距；
提供引擎检查模式，在该模式中，可增加引擎转速而没有动力供给到螺 旋桨；和
提供螺距检查模式，在该模式中，可调节螺旋桨螺距而不会旋转螺旋桨。
在本发明一个实施例中，该方法包括提供一个或多个选择器以选择操纵 模式、巡航模式、引擎检查模式或者螺距检查模式，以及提供可在极端位置 之间移动的驱动致动器，这样在操纵模式中，驱动致动器的移动在限制引擎 速度的同时可改变螺旋桨螺距，在巡航模式中，驱动致动器的移动可改变引 擎速度和螺旋桨螺距。
在本发明一个实施例中，提供操纵模式的步骤可使引擎速度在速度等于 或小于所述预定限度时保持基本恒定。
在本发明另一个实施例中，提供操纵模式的步骤包括调节引擎速度，同 时还调节螺旋桨螺距。
优选地，预定限度为大约最大引擎速度的30％。
优选地，所述方法包括提供转换模式程序，这样，可在操纵模式和巡航 模式之间改变模式，产生平滑的转换以防止船只在操纵模式和巡航模式之间 改变时由于驱动致动器的位置而产生不希望的响应。
优选地，该方法还包括提供子程序，以在巡航模式中判断船只操作员需 要的大开风门状态、正常巡航状态、动力停止状态，其中在正常巡航状态中， 引擎速度或船速根据驱动致动器的位置调节以实现最佳的燃料效率，在动力 停止状态中，螺旋桨螺距被调节到完全倒退位置并且引擎动力在从船只的向 前移动到船只的停止状态或直到船只被控制再次前进的整个转换过程中都 可用。
在本发明一个实施例中，该方法包括保持动力停止状态预定的时间周 期，或者直到船只被控制再次前进。
在本发明一个实施例中，其中该方法包括，当处于动力停止程序中时， 监测船速。
在该实施例中，船速值是以下方程的近似值：
速度＝螺距量×螺旋桨转速-滑动。
船速可通过查阅表表示，因此对于特定的螺距量和螺旋桨速度，可提供 合适的速度值。
可认为本发明属于一种用来控制船只可控螺距船用螺旋桨的螺距的系 统，包括：
控制器，该控制器用来：
(a)提供巡航模式，在该模式中，可调节引擎动力和螺旋桨螺距以使 得船只巡航，并且其中引擎速度可被调节到最大的引擎速度；
(b)提供操纵模式，在该模式中，在将引擎速度保持在小于最大引擎 速度的预定限度内时，调节船用螺旋桨的螺距；
(c)提供引擎检查模式，在该模式中，可增加引擎转速而没有动力供 给到螺旋桨；和
(d)提供螺距检查模式，在该模式中，可调节螺旋桨螺距而不会旋转 螺旋桨。
在本发明一个实施例中，该系统包括提供一个或多个选择器以选择操纵 模式、巡航模式、引擎检查模式或者螺距检查模式，以及提供可在极端位置 之间移动的驱动致动器，这样在操纵模式中，驱动致动器的移动在保持引擎 速度基本恒定的同时可改变螺旋桨螺距，在巡航模式中，驱动致动器的移动 可改变引擎速度和螺旋桨螺距。
优选地，控制器还提供了转换模式程序，这样可在操纵模式和巡航模式 之间改变模式，产生平滑的转换以防止船只在操纵模式和巡航模式之间改变 时由于驱动致动器的位置而产生不希望的响应。
优选地，控制器还提供了子程序，在巡航模式中，判断船只操作员需要 的大开风门状态、正常巡航状态、动力停止状态，其中在正常巡航状态中， 船速根据控制杆位置调节，在动力停止状态中，螺旋桨螺距被调节到完全倒 退位置并且引擎动力在从船只的向前移动到船只的停止状态或直到船只被 控制再次前进的整个转换过程中都可用。
在本发明一个实施例中，控制器保持动力停止状态预定的时间周期，或 者直到船只被控制得再次前进。
在一个实施例中，系统包括在动力停止程序中用来监测船速的速度传感 器。
在另一实施例中，船速值是以下方程的近似值：
速度＝螺距量×螺旋桨转速-滑动。
该方程可通过查阅表表示，这样，对于特定的螺距量和螺旋桨转速，可 提供合适的用来调节滑动的速度值。
本发明还提供了一种用来控制具有引擎的船只的可控螺距船用螺旋桨 的螺距的系统，包括：
由船只的船只操作员手动移动的驱动致动器；
用来控制引擎动力和船用螺旋桨螺距的控制器；
用来选择船只巡航模式或操纵模式的模式选择器；并且
其中控制器还用来从模式选择器和从驱动致动器接收控制信号，并且当 模式选择器被致动而使船只处于操纵模式时，控制器将引擎rpm限制在低于 最大引擎速度的预定值内，并且根据船只操作员对驱动致动器的手动移动控 制螺旋桨叶片的螺距以改变船速，并且在模式选择器处于巡航模式时，控制 器根据船只操作员对驱动致动器的移动将引擎动力和螺旋桨螺距设定为最 大值以改变船速。
在本发明一个实施例中，控制器在操纵模式中使引擎速度在速度等于或 小于所述预定限度时保持基本恒定。
在本发明另一实施例中，控制器在操纵模式中时包括调节引擎速度同时 还调节螺旋桨螺距。
优选地，预定限度为大约最大引擎速度的30％。
优选地，控制器包括螺距控制单元，该螺距控制单元根据手动调节的驱 动致动器位置从查阅表选择供给到引擎的输出来控制引擎动力，并且包括螺 距马达控制器以从螺距控制单元接收输出从而调节螺旋桨螺距。
优选地，该系统包括用来调节螺旋桨螺距的螺距控制马达和用来将输出 信号提供到螺距控制马达以致动螺距控制马达将螺旋桨调节到期望螺距的 螺距马达控制器。
优选地，该系统包括用来提供螺旋桨叶片螺距测量的传感器，传感器连 接到螺距控制单元，从而为螺距控制单元提供指示螺旋桨螺距的信号。
优选地，船只包括离合器以选择性地断开引擎到螺旋桨的动力或从引擎 将动力供给到螺旋桨，和连接到离合器的离合器致动器以及螺距控制单元以 将控制信号供给到致动器从而打开或关闭离合器。
优选地，该系统包括离合器位置监测传感器以提供指示离合器是否处于 打开或关闭位置的指示信号，该传感器连接到螺距控制单元。
在一个实施例中，引擎包括rpm传感器以检测引擎速度，rpm传感器连 接到螺距控制单元。
在一个实施例中，提供了速度测量装置并且连接到螺距控制单元以为螺 距控制单元提供指示船速的信号。
在另一实施例中，速度单元为GPS速度测量系统。
在优选实施例中，对地船速是以下方程的近似值：
速度＝螺距量×螺旋桨转速-滑动。
该方程可通过查阅表表示，这样，对于特定螺距量和rpm，可提供合适 的用来调节滑动的速度值。
优选地，模式选择器包括至少一个用来选择性地使船只置于操纵模式或 巡航模式的开关。
优选地，提供了第二开关以使船只置于螺距检查模式或引擎检查模式。
优选地，所述开关为瞬时接触开关，通过各模式在巡航模式和操纵模式 以及螺距检查模式和引擎模式之间切换，使系统处于巡航模式或操纵模式、 以及螺距检查模式或引擎检查模式。
优选地，该系统包括由船只操作员致动的离合器接合致动器，这样如果 螺距控制单元尝试打开离合器时，可超控螺距控制单元以使离合器保持在关 闭位置从而使得动力从引擎输送到螺旋桨。
优选地，该系统包括由船只操作员致动的螺旋桨停止部件以执行螺旋桨 的紧急停止，该螺旋桨停止部件连接到螺距控制单元，这样，在螺旋桨停止 部件被致动时，螺距控制单元可降低引擎速度并打开离合器以切断从引擎到 螺旋桨的旋转动力，并将螺旋桨位置调节到中立位置。
优选地，螺距控制单元在螺距检查-引擎检查模式被致动时使得离合器 打开，从而动力不从引擎供给到螺旋桨，并且在引擎检查模式位置，在由船 只操作员控制时，螺距控制单元输出信号到引擎从而使得引擎根据驱动致动 器的位置增加转速，在螺距检查模式位置，使得信号输出到螺距马达控制器 然后到达螺距马达以根据驱动致动器的移动调节螺旋桨螺距。
优选地，螺距控制单元包括根据驱动致动器的位置输出到螺距马达控制 器的值的查阅表，这样，可选择合适的值以供给到螺距马达控制器并依次控 制螺距马达以将螺旋桨螺距调节到依赖于驱动致动器位置的位置。
优选地，驱动致动器是可在完全前进位置和完全倒退位置之间移动的控 制杆。
还认为本发明属于一种控制具有引擎的船只的可控螺距船用螺旋桨的 螺距的方法，包括以下步骤：
提供巡航模式，在该模式中，通过驱动致动器的手动操作可调节引擎动 力和螺旋桨螺距位置，这样通过螺旋桨的旋转和螺旋桨螺距的调节增加或减 小驱动船只的引擎动力以实现所需船速，引擎速度可被调节到最大的引擎速 度；
提供操纵模式，在该模式中，引擎速度被限制成小于最大引擎速度并且 由船只操作员对驱动致动器的手动控制调节螺旋桨螺距以使船通过可改变 船速的螺旋桨螺距控制而操纵；和
提供转换模式，这样当模式从巡航模式改变到操纵模式或者从操纵模式 改变到巡航模式时，引擎速度和螺旋桨螺距不会在模式变化时以不想要的方 式变化，如果手动控制的驱动致动器的位置处于可能导致船只以不想要的方 式响应的位置的话。
优选地，提供了单个驱动致动器以在巡航模式时改变船速和在操纵模式 时改变螺旋桨螺距。
优选地，转换模式判断驱动致动器位置是否超过预定限度并且根据船速 设定预定的引擎速度和调节螺旋桨螺距。
优选地，转换模式步骤还进一步包括防止船只以操纵模式运行，并且在 例如驱动致动器被船只操作员手动调节到匹配引擎速度和螺旋桨螺距的位 置时，并且此后驱动致动器的连续移动使得船只操作员通过驱动致动器的移 动以巡航模式驱动船只。
在本发明一个实施例中，提供操纵模式的步骤在速度等于或小于所述预 定限度时保持引擎速度基本恒定。
在本发明另一实施例中，提供操纵模式的步骤包括调节引擎速度同时还 调节螺旋桨螺距。
优选地，预定的限度大约为最大引擎速度的30％。
还认为本发明属于一种用来控制具有引擎的船只的可控螺距船用螺旋 桨螺距的系统，包括：
控制器，该控制器用来：
(a)提供巡航模式，在该模式中，通过驱动致动器的手动操作可调节 引擎动力和螺旋桨螺距，这样通过螺旋桨的旋转和螺旋桨螺距的调节在最大 和最小引擎速度之间增加或减小驱动船只的引擎动力以实现所需船速；
(b)提供操纵模式，在该模式中，引擎速度被限制得小于最大引擎速 度并且由船只操作员对驱动部件的手动控制调节螺旋桨螺距以使船通过可 改变船速的螺旋桨螺距控制而操纵；和
(c)提供转换模式，这样当模式从巡航模式改变到操纵模式或者从操 纵模式改变到巡航模式时，如果手动控制的驱动致动器的位置处于模式改变 时的位置的话，引擎速度和螺旋桨螺距不会在模式变化时以不想要的方式变 化，所以船不会以不想要的方式进行响应。
在本发明一个实施例中，控制器在操纵模式中在速度等于和小于所述预 定限度时保持引擎速度基本恒定。
在本发明另一实施例中，控制器在操纵模式中时包括调节引擎速度同时 还调节螺旋桨螺距。
优选地，预定的限度为大约30％的最大引擎速度。
优选地，提供了单个驱动致动器以在巡航模式时改变引擎速度和在操纵 模式时改变螺旋桨螺距。
优选地，转换模式判断驱动致动器位置是否超过预定限度并且根据船速 设定预定的引擎速度和调节螺旋桨螺距。
优选地，该方法还包括在处于转换模式中时防止船只以巡航模式运行直 到船只操作员将驱动致动器移动到匹配引擎速度和螺旋桨螺距的位置时为 止。
优选地，该方法还包括监测作为引擎速度函数的船速和设定引擎动力， 同时在从操纵模式转换到巡航模式时控制螺旋桨螺距以保持该船速。
优选地，该方法包括监测船速，并在从巡航模式转换到操纵模式时将引 擎速度设定为预定速度以及将螺旋桨螺距设定为依赖于船速的螺距。
本发明还提供了一种控制具有引擎的船只的可控螺距船用螺旋桨螺距 的方法，包括以下步骤：
提供动力停止模式以在船只前进时快速减小船速；和
将螺旋桨螺距调节为完全倒退位置，同时引擎动力在船只从前进运动转 换到船只减小的前进速度的整个过程中都可用。
优选地，该方法包括保持连续的引擎动力可用直到船只停止为止或直到 船只由船只操作员控制为止。因此，这方面使得船只能够在动力停止状态下 完全停止或者如果在停止过程期间，操作员决定期望使船加速，在驾驶员控 制下可驱动船。
优选地，该方法包括通过监测驱动致动器的移动速度判断动力停止需要 以将螺旋桨置于完全倒退的螺距位置。
优选地，该方法包括监测船速并且在动力停止模式中维持船直到船达到 预定速度或船被操作员通过致动装置的移动而控制从而以除动力停止模式 之外的方式操纵船。
在本发明一个实施例中，该方法包括保持动力停止状态预定的时间周 期，或直到船只被控制再次前进。
在本发明一个实施例中，提供操纵模式的步骤在速度等于或小于所述预 定限度时保持引擎速度基本恒定。
在本发明另一实施例中，提供操纵模式的步骤包括调节引擎速度同时还 调节螺旋桨螺距。
优选地，预定的限度为大约30％的最大引擎速度。
本发明还提供了一种用来控制包括引擎的船只的可控螺距船用螺旋桨 螺距的系统，包括：
可从前进位置移动到倒退位置的驱动致动器；
用来调节螺旋桨螺距的控制器，以使螺距处于完全倒退位置；和
其中控制器通过监测致动器的移动来判断动力停止需求，并且根据动力 停止的判断用来将螺旋桨螺距调节到完全倒退位置，同时引擎动力在从船只 前进移动转换到船只减速的整个过程中都可用。
优选地，控制器用来保持连续的引擎动力直到船只停止为止或者直到致 动器被船只操作员移动为止。
优选地，控制器用来通过监测致动器向完全倒退位置的移动速度来判断 动力停止需求。
优选地，驱动致动器包括控制杆。
在一个实施例中，该系统包括用来提供指示船速的信号的速度传感器， 并且控制器用来在动力停止模式中维持船只直到达到预定船速或者驱动致 动器被操作员致动以不同于动力停止模式的方式操作船只为止。
在一个实施例中，船速值是以下方程的近似值：
速度＝螺距量×螺旋桨转速-滑动。
船速可由查阅表表示，这样对于特定的螺距量和rpm，可提供合适的速 度值。
本发明还提供了一种控制包括引擎的船只的可控螺距船用螺旋桨螺距 的方法，包括：
提供船速指示；
根据选自以下参数中的任何一个或多个参数使用船速控制引擎动力，这 些参数包括：螺旋桨螺距和船只的运行模式。
在一个实施例中，运行模式为设定巡航控制模式，在该模式中，期望以 恒定速度保持船速并且其中引擎动力可被调节以保持该恒定速度。
在另一实施例中，运行模式包括动力停止模式，在该模式中，船速被用 来确定船速在何时降低到预定的最小速度，这样，继续动力停止模式，除非 被操作员超越控制，直到产生最小船速为止。
在该实施例中，引擎速度还被用来在动力停止开始时设定引擎动力，所 以可根据船速选择特定的引擎动力。
优选地，运行模式包括转换模式，在船只运行模式在巡航模式和操纵模 式之间改变时执行该转换模式，并且其中在巡航模式和操纵模式转换期间， 根据船速选择引擎动力以在巡航模式和操纵模式之间产生平滑转换。
优选地，船速被用来在从巡航模式转换到操纵模式和从操纵模式转换到 巡航模式时产生平滑转换。
在一个实施例中，船速值是以下方程的近似值：
速度＝螺距量×螺旋桨转速-滑动。
船速由查阅表表示，这样对于特定的螺距量和螺旋桨转速，可提供合适 的速度值。
本发明还提供了一种用来控制包括引擎的船只的可控螺距船用螺旋桨 螺距的系统，包括：
用来提供指示船速输出的速度装置；
用来根据选自以下参数中的任何一个或多个参数使用该输出控制引擎 动力的控制器，这些参数包括：螺旋桨螺距和船只的运行模式。
在一个实施例中，运行模式为设定巡航控制模式，在该模式中，控制器 以恒定速度保持船速并且其中引擎动力可被调节以保持该恒定速度。
在另一实施例中，运行模式包括动力停止模式，在该模式中，输出被用 来确定船速在何时降低到预定的最小速度，这样，继续动力停止模式，除非 被操作员超越控制，直到产生最小船速为止。
在本发明一个实施例中，该方法包括保持动力停止状态预定的时间周 期，或者直到船只被控制再次前进为止。
在该实施例中，引擎速度还被用来在动力停止开始时设定引擎动力，所 以可根据指示船速的输出选择特定的引擎动力。
优选地，运行模式包括转换模式，在船只运行模式在巡航模式和操纵模 式之间改变时执行该转换模式，并且其中在巡航模式和操纵模式转换期间， 根据该输出选择引擎动力以在巡航模式和操纵模式之间产生平滑转换。
优选地，该输出被控制器用来在从巡航模式转换到操纵模式和从操纵模 式转换到巡航模式时产生平滑转换。
附图说明
将参考附图通过实例描述本发明的优选实施例，其中：
图1是用来控制船用螺旋桨螺距的控制系统的示意图；
图1A是图示图1所示系统全部操作的图表；
图2是示出控制面板的图表，本发明的系统和方法可与该控制面板一起 使用；
图3是流程图，示出了根据优选实施例的控制系统和方法的启动操作；
图4是流程图，示出了根据本发明优选实施例的系统操作模式的选择；
图5是流程图，示出了根据本发明优选实施例的引擎检查和螺距检查程 序；
图6是流程图，示出了根据本发明优选实施例的巡航模式程序；
图6a和图6b是示出了根据图6流程图的部分过程的操作的图表；
图7是流程图，示出了根据本发明优选实施例的操纵模式程序；和
图8是示出引擎关闭的视图。

参考图1，示出了根据优选实施例的控制系统和用于船的船用驱动系统 的示意图。船用驱动系统一般包括引擎18，其经由离合器20驱动螺旋桨14。 螺旋桨14包括桨毂16和螺旋桨叶片12。在可变螺距船用螺旋桨中，叶片 12如此安装，使得叶片12的位置可围绕横向于桨毂16旋转轴的轴调节。
控制系统包括螺距控制单元10。螺距控制单元10连接到EDU马达控 制器22，该EDU马达控制器22依次控制DC马达24，DC马达24调节螺 旋桨叶片12的螺距。对于该机构的机械细节，可参考上述国际申请，其内 容通过该参考整合到本说明书中。
螺距控制单元10通过在线11上输出的控制信号控制引擎18。该控制基 本上是对引擎18的燃料输送系统的控制，以响应于控制杆28的移动增加或 减小引擎18供给的动力，从而控制船速。螺距控制单元10还由线13连接 到离合器致动器25，因此信号可输出到致动器25从而使得致动器打开或关 闭离合器20。显然，在离合器打开时，从引擎18到螺旋桨14的驱动被断开， 在离合器20关闭时，引擎18能够驱动螺旋桨14。螺距控制单元10还由线 15连接到EDU马达控制器22，因此信号可输出到控制器22，从而依次使 得控制器22在线17上输出信号以控制DC马达24。DC马达24的旋转调节 螺旋桨叶片12的螺距位置，因此，线15和17上提供的控制信号被用来致 动DC马达24以根据系统的操作状态将螺旋桨叶片12定位到预期的螺距位 置，这将在下文中更详细地描述。控制杆28连接到螺距控制单元10并且可 通过船只操作员在极端位置之间移动以驱动船。一般，通过杆28的移动输 出的信号是电信号，该电信号通过线19供给到螺距控制单元10，并且这些 信号为螺距控制单元10提供了指示杆28位置的控制信号，因此可根据杆28 的位置控制引擎18的速度和/或扭矩。
螺旋桨叶片螺距位置传感器30、离合器打开或关闭传感器32、引擎rpm 传感器34和提供对地速度测量的GPS系统35也连接到控制单元10。因此， 不管离合器20是打开或关闭，关于螺旋桨叶片12螺距位置、引擎18的引 擎速度和船只对地速度的数据提供到螺距控制单元10。
螺距位置传感器30用来测量DC马达24输出轴21的移动，该移动控 制螺旋桨叶片12的位置。由于通过测量马达的输出轴21容易测量螺旋桨的 螺距，所以传感器30定位在该位置，而不是尝试在桨毂16中提供传感器30。 然而，如果需要，传感器可以设置在桨毂16中。
优选地，传感器30为霍尔效应(Hall effct)传感器并且包括磁铁30a， 磁铁30a安装在由输出轴21驱动的蜗轮传动的蜗轮23上。传感器输出30b 实现了传感器30，并且在蜗轮23旋转到磁铁30a邻近传感器输出30b的位 置时产生输出信号，这是公知的。在本发明的优选实施例中，马达24的输 出轴21旋转多次，例如120转，以将螺旋桨14的螺距从倒退位置驱动到完 全前进位置。这120转只是将蜗轮23旋转了不多于一整转，并且优选地为 完整的一转，这样在磁铁30a与传感器输出30b对齐时，螺旋桨叶片12将 处于预定的螺距位置。因此，为了驱动螺旋桨叶片12直到它们被调节到特 定的参考螺距位置，马达21被旋转直到从传感器输出30b收到信号为止。 此后，通过控制输出轴21的旋转量来控制螺距以进一步从该参考位置调节 螺旋桨叶片12的螺距。
图1A是根据本发明优选实施例的操作系统的整体图。该系统通过确定 特定的操作模式来运转，特定的操作模式可由船只操作员通过控制面板选 择，这将在下文参考图2说明。一般，这些模式包括操作模式101a或检查 模式101b。操作模式101a是操纵模式102或巡航模式103。检查模式101b 是引擎检查模式104或螺旋桨检查模式105。
操纵模式102是在引擎速度被限制为低于最大引擎速度的速度时控制杆 28被用来改变螺旋桨叶片12螺距的模式，这将在下文参考图2更详细地说 明。在该模式中，控制杆28的移动影响控制单元10以改变螺旋桨叶片12 的螺距从而在船到达或离开码头等时操纵船。控制单元10改变引擎动力以 将引擎速度保持在例如高空转。
在巡航模式中，控制杆28为螺距控制单元10提供信号以利用到达控制 单元10的控制器位置信号控制处于巡航模式的引擎18提供操作员需要的动 力。因此，控制杆28影响控制单元10以设定引擎动力(这可能依次改变引 擎速度)和螺旋桨螺距以产生所需的船速。巡航模式103还使得船能够以大 开的风门模式106行驶，在该模式中，引擎风门和螺旋桨叶片螺距以最大动 力操作。在巡航模式中，船也可以处于动力停止模式107，在该模式中，螺 旋桨叶片的螺距移动到完全相反的位置，并且风门减小到50％到完全打开风 门之间的某一位置处。
处于控制杆28控制之下的螺距分辨力在操纵模式中要比在巡航模式中 更精细。换言之，在巡航模式中，控制杆28的移动可将螺距从中立改变到 例如12cm的螺距，而在操纵模式中，控制杆28的相同移动量将产生更小量 的螺距，例如100mm(4英寸)的螺距。因此，因为操纵模式中减小的螺距 量，控制杆的这种移动将导致更低的船速。这是期望的，因为在操纵模式中， 显然船需要慢速行驶以在到达或离开码头等时精确移动。
图2是控制面板图，船的船只操作员将使用该控制面板来控制船，并且 特别是，在船的各种操作模式期间控制螺旋桨叶片12的螺距。
参考图2，众所周知的是，杆28可在船只操作员的控制下在前进、空挡 和倒退位置之间移动。在前进位置，杆28通常需要引擎加快转速以向前驱 动船。根据船的操作状态改变螺旋桨叶片的螺距以提供最佳可能的性能，这 取决于船上的人数、海况等。在空挡位置，螺旋桨叶片的螺距被设为中立位 置，在该位置，螺旋桨14的旋转有效地不产生驱动。在倒退位置，螺旋桨 叶片的螺距被设定在相反位置，所以可向后驱动船。因此，无需使用齿轮箱 改变螺旋桨14的旋转方向就有可能倒退。控制面板还包括螺距检查和引擎 检查模式开关27、点火开关39、巡航/操纵模式开关29和离合器接合开关 32。优选地，开关27和29为接触开关(按钮)的形式，从而系统可利用开 关27在引擎检查和螺距检查模式之间转换，利用开关29在巡航和操纵模式 之间转换。然而，所述开关可用其他类型的开关代替或可以是合适输入到螺 距控制单元10的显示屏幕(未示出)上的滚动菜单形式等，这取决于船只 操作员希望如何控制船。面板还包括紧急螺旋桨停止按钮43。设置了发光二 极管45和47、以及49和51，这样可显示系统是否处于操纵模式、巡航模 式、引擎检查模式或螺距检查模式的指示，以使船只操作员易于识别。点火 开关39也通常设置有发光二极管或电灯泡53以在点火开并且如果发电机 (未示出)充电时显示，离合器开关32也设置有发光二极管55以在离合器 接合时显示。发光二极管55在离合器接合时将关闭。
在船的正常操作中，点火开关39在钥匙等的控制下打开以启动引擎。 通过将杆28从中立点向前移动或相反移动使得桨毂16旋转并且螺旋桨14 通过水驱动船来移动船，这是公知的。螺距检查和引擎检查模式开关27使 得船只操作员通过增加引擎转速来检查引擎操作，并且还检查螺旋桨叶片12 螺距的移动以确保所有部件都如船只操作员所期望的那样正确操作。操纵和 巡航模式开关29使得船只操作员将控制系统置于通过改变螺旋桨叶片12的 螺距来操纵船只的操纵模式和进入船只在正常风门状态下通过旋转螺旋桨 14的引擎速度和合适的螺距以最经济的方式驱动的巡航模式。
图3是流程图，示出了根据本发明的优选实施例的系统的初始启动。在 步骤301，通过转动点火开关39中的点火钥匙进行初始启动，包括螺距控制 单元10和EDU马达控制器22的电子控制系统被发动。在步骤302，参考 图2描述的发光二极管点亮。螺距控制单元立即在线13上发送信号到致动 器25以打开离合器20，如果离合器不是已经处于打开状态的话。系统还进 行初始的控制器检查，在该检查中，设定各种预定的程序设置并且通过经由 线15从螺距控制单元10到马达控制器22和线17到DC马达的输出调节螺 旋桨叶片12的螺距以将螺旋桨叶片移动到预定的参考位置，从而系统清楚 地知道在系统初始启动时螺距设定在哪里。通过使得螺旋桨叶片12在完全 倒退和完全前进位置之间移动然后在螺距控制单元10的控制下移动到参考 位置可以实现这种设定。单元10接收来自传感器30的信息，该信息可提供 例如在螺旋桨叶片确切处于参考位置处时的指示，这样控制单元10可随后 通过线17到DC马达24的合适输出来控制DC马达以将该位置调节到预定 位置，使得DC马达24的输出轴21旋转以调节叶片12的螺距。
在步骤303，做出螺距检查模式按钮27是否已经被按下使得系统处于螺 距检查模式的判断。如果船处于干船坞等中，使得可以检查用来改变螺旋桨 螺距的螺距控制机构的操作，这可能是期望的。不用启动引擎，只需简单地 在引擎的启动器马达开始启动引擎之前将点火钥匙转动到开位置就可以进 行该检查。因此，与其启动船只，还不如简单地将点火接通并检查螺距机构 是否如船只操作员所期望的那样。如果系统已经通过按钮27转换到螺距模 式，则程序移动到步骤304，在该步骤中，引擎的引擎速度被设为空转(甚 至在引擎没有运转时)作为安全措施。因为离合器被打开，在任何情况下动 力都不会从引擎18传递到螺旋桨14，但是将引擎速度设定为空转确保了如 果引擎由于任何原因而被启动，引擎将不会增加转速超过空转速度。在步骤 304，螺距控制单元10在线15上将信号供给到EDU马达控制器22，依次 将线17上的信号输出以控制DC马达24来改变螺旋桨叶片12的螺距。螺 旋桨叶片的螺距通过控制杆28的位置选择。控制杆28的位置导致从控制杆 28到螺距控制单元10在线19上输出的电压改变，并且使用查阅表来选择合 适的值，根据线19上的信号，螺旋桨叶片的螺距应该被调节到该值。因此， 通过在完全前进和完全倒退位置之间移动控制杆28，可产生从其最大前进螺 距到其最大倒退螺距的螺旋桨叶片移动的完整范围，因此可给出可视的检查 以看到机构正常工作。在步骤305，程序监测模式设定的变化，并且如果没 有变化，则程序循环到步骤304，因此螺旋桨叶片的螺距可通过移动杆28 来连续调节。如果有变化，则程序返回到步骤303并且做出模式按钮已经被 按下的判断。
如果步骤301的点火钥匙初始时被完全开启使得引擎启动，则将发生如 上所述的相同操作，并且如果螺距模式按钮27被按下，可选择螺距模式操 作。然而，在引擎启动时，程序可延迟步骤304直到引擎完全点火，因此启 动引擎18和DC马达24的启动器马达(未示出)在刚好相同的时刻没有引 发动力。如果引擎被启动，系统可监测到达电池(未示出)正常电压的回路， 在DC马达24运转之前，用该电池提供电力。这简单地防止了电池太多消 耗或者防止了尝试排出太多电流，如果引擎18与DC马达24的尝试运转同 时被启动的话。如果图2所示的按钮27没有被按下而将系统转换到操纵模 式，则程序在步骤303处移动到步骤306，在该步骤，将设定引擎检查模式 子程序。在步骤307，进行引擎启动与否的检查，程序基本上循环回到步骤 306等待引擎启动。当引擎已经启动时，程序移动到步骤308从而执行引擎 检查模式。该步骤通过螺距控制单元10从线15到EDU22和随后EDU22从 线17到DC马达24的输出控制马达以将螺旋桨叶片12放置在中立位置， 从而将螺旋桨叶片的螺距移动到中立位置。
下文将更详细说明引擎检查子程序，但基本上该子程序实际上是初始启 动的默认模式并且允许船只操作员在离合器20断开且螺旋桨叶片12处于中 立位置时增加引擎转速从而或者暖引擎或者通过引擎的声音简单地确认在 船出发前引擎正常工作。
在步骤309，做出决定以判断操作模式是否已经通过操作开关27或29 使船返回到或者螺距检查模式、操纵模式或者巡航模式而改变。
如果已经通过转换开关27或开关29改变了操作模式，则程序移动到步 骤310的位置S处，其在图4中继续。如果操作模式没有改变，则程序移动 到步骤311并且检查引擎速度以判断引擎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。目的是确保在程序移动通过步骤 311之前引擎低速运转。如果引擎速度小于800rpm，则程序移动到步骤410 以自动将船只设定到操纵模式。如果引擎速度高于800rpm，则程序返回到 步骤308等待，直到引擎速度降低到低于800rpm的水平从而系统可自动进 入步骤410的操纵模式或者等待转换其中一个开关27或29来改变模式从而 使程序移动到步骤310。
图4是流程图，示出了在其中一个开关27或29被切换以选择由流程图 中步骤401所指示的特定操作模式时，系统如何操作。
参考图4，在步骤401，做出决定以判断通过按下按钮27或29请求何 种模式。两种可能的模式是按下按钮29的操纵/巡航模式或按下开关27选择 的螺距/引擎检查模式。开关27和29是瞬时接触开关，在开关或按钮27的 情况下，其可有效地转换螺距检查模式或引擎检查模式，在开关或按钮29 的情况下，其可有效地转换操纵模式或巡航模式。通过发光二极管45、47、 49和51的发光，可容易地看到特定的开关模式。
假设操作按钮27，则程序移动到步骤402，其在图5中继续。
参考图5，在步骤501做出决定以判断开关27是否已经被按下以在引擎 检查模式或螺距检查模式之间改变。如果处于引擎检查模式，则程序移动到 步骤502，在该步骤，做出控制杆28是否处于中立位置的判断。如果控制杆 28不处于中立位置，则在步骤503闪烁发光二极管47以警告船只操作员杆 必须移动到中立位置。当杆处于中立位置时，步骤502的结果为肯定并且程 序移动到步骤504，在该步骤，如果离合器还没有处于打开位置，则通过线 13到致动器25的打开离合器的信号输出打开离合器20。螺距控制单元10 在线15上输出信号到EDU22，其又依次在线17上输出信号到DC马达24 以按照步骤308将螺旋桨叶片放置在中立位置，并且通过控制杆在中立和完 全前进位置之间的移动来设定引擎速度，并且引擎检查发光二极管47被点 亮以显示系统处于引擎检查模式。因此，船只操作员可简单地通过杆28的 前后移动来增加引擎转速。线11上的输出从查阅表选择，其根据杆28的位 置和线19上提供的信号选择所述输出。因此，在杆前后移动时，引擎风门 组件(未示出)被操作从而使得引擎转速增加。在步骤505，做出是否通过 按下其中一个按钮27或29存在模式改变请求的判断。如果没有，系统保持 在引擎检查模式。如果已经改变到请求的模式，则程序移动到步骤310，在 该步骤，程序返回到图4，如前所述。
如果在步骤501的模式检查确定按钮27已经放置在螺距检查位置，则 程序移动到步骤506以再次判断控制杆是否处于中立位置。如果控制杆28 不处于中立位置，在步骤507闪烁发光二极管45以告诉船只操作员杆应该 被移动到中立位置。当杆已经移动到中立位置时，程序移动到步骤508，在 该步骤，以与前述相同的方式通过到达致动器25的信号打开离合器20。通 过线11上的信号将引擎速度设定为空转，从而引擎简单地以空转速度运转。 该模式中的控制杆位置28不会增加引擎转速，并且引擎保持设定的空转速 度。当然，杆28的移动可移动螺旋桨叶片12从而在引擎处于空转速度时调 节了螺旋桨叶片的螺距。再次，杆28的位置改变了线19上的电压信号，从 而可使用信号从查阅表选择合适的值以从线15提供到控制器22，依次控制 DC马达24，从而改变了螺旋桨叶片12的螺距。
在步骤509，做出是否通过按下其中一个按钮27或29存在模式改变的 请求，如果没有，则程序返回到步骤508以保持螺距检查模式。如果已经改 变，则程序移动到步骤310，其再次将程序带回到前述的图4中。
回到图4，如果按钮29而不是按钮27被按下，则程序从步骤401移动 到步骤403并且做出按钮29的按下是否将系统处于操纵模式或巡航模式的 判断。如果开关29被置于巡航模式，则程序移动到步骤404并且做出系统 是否从操纵模式转换到巡航模式的判断。如果没有，则系统移动到步骤408， 其在图6中继续，将在下文中说明。
如果步骤404确定系统从操纵模式转换到巡航模式，则系统执行程序以 实现这些模式之间的平滑转换，在处于操纵模式的情况下，如果系统立即移 动到巡航模式，则风门28所处的位置会导致船只特性出现讨厌的变化，例 如快速加速、快速减速等。
如果步骤404的判断为肯定，则程序移动到步骤405并且根据船只的当 前运行状态确定杆28的位置，如果处于可能导致快速改变到船只行驶方式 的极端位置，则在步骤406闪烁发光二极管51，在船只响应于杆28的位置 之前，需要移动杆28。如果步骤405的问题的答案为是，则在步骤406处闪 烁发光二极管51告诉操作员在船只响应巡航模式之前需要移动控制杆28。 因此，船只保持在操纵模式，同时引擎速度和螺旋桨螺距与其处于操纵模式 时的状态相同。发光二极管51将连续闪烁直到操作员将控制杆28移动回到 向着中立的位置，在该位置处，通过合适控制引擎和螺旋桨的螺距，正如其 处于巡航模式的那样，它将匹配船速。因此，操作员应该继续向后移动杆直 到发光二极管51停止闪烁，从而表明杆现在处于正确位置，或者处于该位 置的预定限度内。如果移动杆的位置使得它处于预定的限度内，则程序从步 骤405移动到步骤407，在该步骤，从系统35读取船速并且通过线11上的 来自螺距控制单元10的输出控制引擎18以为该船速提供合适的引擎速度或 扭矩，并且通过线15上的到达控制器22和线17到达DC马达24的输出控 制螺旋桨叶片12的螺距以保持该船速。然后，在操作员继续移动控制杆28 时，船只可以巡航模式驱动。因此，这防止了船只在从操纵模式转换到巡航 模式时以不满意的方式运转，如果例如杆28的螺距在最后的操纵中处于这 种位置，即杆接近大开风门位置并且螺距处于完全前进位置，如果模式立即 改变到巡航模式，这会被认为是需要最大的引擎动力，从而导致船只尽可能 快的加速。因此，系统确保了操作员需要移动控制杆28以有效地选择船只 的操作状态，从而在船只响应于巡航模式之前，风门位置可有效地匹配这些 操作状态。
如果在步骤403，做出的判断为开关29已经将系统转换到操纵模式，则 程序从步骤403移动到步骤409。再次进行关于该模式是否从巡航模式转换 到操纵模式的检查，如果没有，程序移动到步骤410，其在图7中继续，将 在下文中说明。如果步骤409的判断为模式从巡航模式转换到操纵模式，则 程序移动到步骤411。再次进行与步骤405相似的决定以判断杆位置28是否 处于某一位置，在该位置处，如果立即改变模式，可能导致船产生不满意的 反应。考虑到船的运行如船速等，如果杆的位置超出预定的限度，则在步骤 412闪烁发光二极管49以向船只操作员指示情况，并且船只操作员需要将杆 28移动到合适位置，这样在改变到操纵模式时，船将不会以不满意的方式响 应。因此，操作员必须将杆28在系统以操纵模式响应之前移动到匹配当前 船只运行状态的位置。因此，如果引擎速度或螺旋桨螺距为这样，从而转换 将使得船只从巡航模式改变到操纵模式时快速减慢，则这将被防止并且将不 会发生。如果杆位置28不大于预设限度或者已经被操作员移动，则程序可 移动到步骤413，在该步骤通过线11上的合适信号将引擎速度18设定到高 空转速度如大约1500rpm的速度而将船置于操纵模式。螺旋桨的螺距基于从 GPS系统35读取的速度设定，这样螺距被设定到同时匹配船速和杆位置的 位置，因此在从操纵模式转换到巡航速度时，船速不会发生突然变化。通常， 在从巡航模式移动到操纵模式时，速度的这种变化可以是船的迅速减慢。因 此，通过设定螺距和监测杆位置，在杆的位置匹配操纵模式下的船只操作状 态之前，不会执行操纵模式，所以不会发生突然的速度变化，并且船连续运 行直到驾驶员通过杆28的操作使船进入新的模式为止。然后，杆28的移动 将导致螺距控制单元10通过线15上的输出信号来响应杆位置28的移动， 这样螺旋桨叶片12的螺距在引擎速度18不变化时响应于杆28的移动来进 行调节。
现在转到图6，当系统移动到用于巡航模式的步骤405时，或者直接经 由步骤404或者从步骤404通过过渡步骤405到407，在步骤600进行初始 检查以判断引擎速度是否小于800rpm。如果不，则程序在该步骤循环等待 引擎速度降低到800rpm或更低。这防止了巡航模式以初始非常高的引擎速 度开始，这可能导致非预期的和讨厌的快速加速。当引擎速度降低到小于 800rpm时，程序移动到步骤601。在步骤601，离合器20接合。在步骤602， 做出是否需要大开风门加速的判断。该判断基于杆28的位置以及所致的线 19上的电压信号做出。如果杆28完全向前移动，表明需要满风门动力，则 步骤602的答案为肯定。如果杆28快速移动，表明船只操作员需要快速加 速，则系统处于大开风门状态直到船速匹配新的杆28位置所需的状态。杆 28的移动速度通过简单地测量杆28从其初始位置移动到其新位置所经历的 时间(即，dx\dt)来确定。如果这发生，则程序移动到步骤603并且螺距控 制单元10立即从线11上输出满风门打开位置信号到引擎，从而引擎输出最 大扭矩。螺旋桨叶片12的螺距通过EDU22和DC马达24设定从而获得产 生最大动力的引擎速度。在步骤604，做出是否通过按下按钮43请求了螺旋 桨停止的判断。如果在紧急情况下如船搁浅、接近浅水者或其他危险时或在 其他危险情况下，想要立即停止螺旋桨14的旋转，则可在紧急情况下按下 按钮43。如果步骤604为否定，则程序返回到步骤602并且简单继续。如果 需要螺旋桨停止，则程序移动到步骤605，在该步骤，线11上的从螺距控制 单元10的输出将引擎rpm设定为空转并且通过各线11和13上的信号打开 离合器20。单元10同时在线15上输出信号到EDU22以控制DC马达24 将螺旋桨叶片12置入中立位置。在步骤605，系统自动默认为引擎检查模式。 这简单地使得系统在螺旋桨再次运行前不得不手动设定到另一模式，从而当 船仍然处于危险状态时，螺旋桨不会错误运行。在步骤605之后，程序移动 到步骤605a，在该步骤，做出控制杆是否已经移动到中立位置的判断。如果 答案为是，则程序移动到步骤605b，表明已经请求了引擎检查模式，并且离 合器灯55闪烁，表明离合器断开，指示驾驶员没有动力供给到螺旋桨14。 如果在步骤605a，控制杆不处于中立位置，则程序移动到步骤605c，在该 步骤，引擎检查LED47闪烁，离合器灯55也闪烁。离合器灯表明离合器被 打开，引擎检查LED47向驾驶员表明控制杆28需要在进一步发生任何事情 之前移动。步骤605c回到步骤605a等待，表明控制杆实际上已经在程序随 后移动到步骤605b之前移动到了中立位置。在605b之后，程序移动到步骤 310，等待特定模式选择。
如果在步骤604处没有请求螺旋桨停止，则程序回到步骤602，在该步 骤再次做出大开风门状态是否仍然存在的判断。如果不需要大开风门状态， 则程序移动到步骤606并且做出是否需要停止动力的判断。在船只操作员迅 速将控制杆28移动到完全倒退位置时发生动力停止，从而表明螺旋桨叶片 12的螺距被改变以提供制动，这样船将尽可能快的慢下来。再次，通过简单 地监测线17上的电压和杆28移动到完全倒退位置处的速度(dx\dt)，做出 判断。如果不需要动力停止，则程序移动到步骤607，在该步骤，从GPS速 度系统35确定船速。在步骤607，根据船上的荷载包括船上的人数、海况等， 从多个引擎速度螺距位置的运行曲线中确定合适的曲线，从而基于运行曲线 选择特定的调节因子，该运行曲线是考虑到荷载状态等的被认为是最可取的 曲线。
图6A和6B的图形示出了在步骤607如何选择合适的运行曲线。图6A 的图形示出了特定动力曲线P’的阻力-船速。如果例如控制杆28移动到所 要求的船速S的位置，动力曲线P’上的正常合适动力为P0。如果例如船轻 轻地装载了例如两个人，该动力曲线是适用的。如果船更重地装载，则特定 的动力P0将不足以实现船速S，需要考虑另一条曲线例如动力曲线P”，其 表明船更重地装载有人。因此，达到船速S所需特定动力可能为P1。程序 能够在考虑到操作过程中的两种经历的荷载或阻力而学习需要何种合适的 动力曲线以产生船速S，并且如果例如船利用动力P0不能达到速度S，则程 序确定出需要移动到另一条适用于更大船上阻力或荷载的动力曲线以达到 该速度。
在选择合适的动力曲线之后，图6B示出了为了提供最经济的运转状态 以产生所需的动力从而依次产生所需船速S而如何选择特定的引擎扭矩和 引擎速度。
图6B示出了以牛顿米为单位的扭矩相对于以每分钟转速为单位的引擎 速度的曲线。曲线A是制动器比油耗，其给出了以克每千瓦时为单位的相等 油耗。曲线B是以KW为单位的相等动力的曲线。曲线C是大开风门的扭 矩曲线。
因此，对于曲线A，各曲线上的各点给出等量的每kwh燃料。最低的油 耗为曲线A’(其有效地为一个点)，然后油耗在曲线A”、A处向外增加并 且曲线A′为最高的消耗。因此，对于期望的引擎动力，例如曲线B’给出的 许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。为了实现例如动力B’的最佳燃料经济性，应该选择曲线B’ 和最佳油耗线D的交点。因此，这将提供所需的给出最大燃料经济性的引擎 速度并且从查阅表调节螺旋桨14的螺距以保持引擎速度N4。如果例如风门 被移动，从而表明需要更多动力，例如由曲线B”给出的动力，然后在点A’ 处它不可能产生最大的燃料经济性，因为曲线B4明显没有经过该点。因此， 最合适的引擎速度和扭矩将是最接近点A’的，例如由扭矩T5和引擎速度N5 给出的点。查阅表将再次提供合适的螺距设定以将引擎速度保持在N5，从 而为所需动力提供最佳燃料经济性以产生所需船速。备选地，螺旋桨16的 螺旋桨叶片12的合适螺距可从特定动力需要的合适的查阅表选择，并且引 擎的风门被用来将引擎速度控制到最佳经济性所需的速度，在这种情况下为 n5。
因此，考虑到船上阻力或荷载，步骤607可以选择合适的动力曲线以匹 配所需的船速。取决于感知的船荷载或阻力，通过用于从一条动力曲线改变 到另一条动力曲线的特定偏差因子，可使动力曲线关联。然后，这使得仅仅 提供一条被提供，并且使得该动力曲线可被荷载因子调节以用来在图6B中 选择曲线B’、B”和B等其中一条曲线上的动力或者通过它们之间差值选择 动力。
在步骤608，考虑到杆28的位置和所导致的线19上的电压，通过如上 所述的选择合适的值来设定引擎速度18，从螺距控制单元10中的查阅表中 选择螺距位置以保持该引擎速度，从而输出所需的引擎动力以提供所需的船 速。如上述步骤607所提到的，特定值可取决于步骤607选择的特定运行曲 线而被调节。因此，控制杆的移动导致线19上的电压变化并且因此导致从 查阅表选择的合适值在线11上输出的电压变化以依据杆28的位置设定引擎 速度18。通过线15到EDU22的输出和线17到DC马达24的输出也可以调 节叶片12的螺距从而在保持船只操作员要求的船速的同时将引擎速度保持 尽可能的低，还可以调节螺旋桨12的螺距以保持引擎速度。因此，换句话 说，通过移动杆28，船只操作员有效地设定了船速并且引擎速度和螺旋桨螺 距做出反应以提供该速度，同时通过在步骤607选择合适的运行曲线提供了 最大的经济性。
在步骤609，做出是否由于开关27或29其中之一的操作而改变模式的 判断。如果没有，则程序移动到步骤610，在该步骤，做出控制杆28是否已 经移动到中立位置的判断。如果回答为否，则程序回到步骤608，在该步骤， 依据杆28的位置，保持如步骤608中提到的引擎速度参数。如果控制杆28 已经移动到中立位置，则系统在步骤611判断是否存在由于图2中按下的按 钮32而产生离合器超控命令。这使得离合器在例如保持按钮32按下的同时 置于关闭状态，因此杆可以移入或移出中立位置，从而通过回到步骤608的 程序在巡航模式下轻轻地使船前后移动。这简单地停止了船处于中立位置和 离合器20被断开的状态，从而在船再次通过动力移动之前完全切断了到达 螺旋桨14的动力并且需要再次接合。
如果在步骤611没有按下离合器按钮32，则程序移动到步骤617以打开 离合器20，然后到达步骤310在杆28置于中立位置之后等待模式选择。
如果在步骤609模式选择改变，则程序还移动到步骤310等待新模式的 选择。
如果在步骤606判断出动力停止状态，则程序移动到步骤612，在该步 骤通过线15到EDU22的信号输出并且通过EDU22到马达控制器24的信号 输出从而将该位置调节到完全倒退位置，螺旋桨叶片12的螺距被设定为完 全倒退位置以提供制动效果。同时，在请求动力停止时，根据GPS速度系 统35提供的船速，设定线11上的输出以控制引擎速度18从而实现合适的 动力。因此，如果请求动力停止并且船只非常高速的行驶，则在螺旋桨14 处于完全倒退螺距时，所需的引擎动力量将较高并且可控制引擎速度以给出 例如4000rpm的速度从而提供所需的动力来减小船速。然而，如果船只在例 如仅15节的速度下行驶，则所需的引擎动力量十分小，并且可将引擎控制 到例如2000rpm的速度以利用处于完全倒退螺距的螺旋桨14减小船速。因 此，选择的引擎动力将为由GPS系统35提供的实际对地船速的函数。
此外，还可以控制引擎速度以确保在杆从前进位置通过中立位置移动到 倒退位置时，引擎不会在螺旋桨14的螺距通过中立位置时不必要的过度加 速。如果引擎产生相当大量的动力，即使转速可能相对低，并且船处于低速， 但是引擎可能在螺旋桨14移动到中立的螺距位置时不必要地加速，这可能 不仅是不必要地过度加速了引擎，而且还可能导致船产生讨厌的反应。因此， 引擎速度作为船速的函数被控制，从而考虑到船速，引擎不会过度加速并且 引擎输出所需量的动力，所以在螺旋桨14的螺距设定为完全倒退位置时， 引擎确实可输出足够的动力以在动力停止模式快速减慢船只。在步骤613， 做出紧急螺旋桨停止按钮43是否被按下的判断，这表明不仅需要动力停止， 而且船只操作员希望立即切断螺旋桨14。如果是，则程序移动到步骤614， 在该步骤，执行参考步骤605a、605b和605c描述的相同步骤以停止螺旋桨 14的旋转。如果没有请求螺旋桨停止，则程序移动到步骤615，在该步骤， 做出GPS速度系统35提供的船速是否小于预定的最小值或控制杆28是否 已经移动的指示。如果已经达到预定的最小速度，这表明船已经如船只操作 员所要求的减慢，程序经由步骤616回到步骤602，在步骤616，通过杆28 回到用于控制的正常巡航模式，再次在船只操作员的控制下驱动船只前进或 后退，这将通过程序移动通过步骤602然后603到605或者步骤606到611 来实现。如果船速没有降低到最小值，并且杆28从完全向后的或倒退位置 的移动，这表明船只操作员可能再次希望在到达最小速度之前沿前进方向使 船提速。因此，程序再次移动到步骤616以回到正常的巡航模式，然后到达 步骤602。
因此，在动力停止期间，如果船没有到达预定的最小速度，并且由于某 些原因船只操作员决定最好再次使船提速，则这可以通过移动杆简单地实 现，而无需首先等待船到达预定最小速度，并且一旦杆移动，船可以以前述 的巡航模式移动。如果步骤616的回答为否，则程序简单地移动到步骤612 并且动力停止状态继续。
在备选实施例中，胜于依赖船速在回到巡航模式之前到达最小速度，可 测量系统处于动力停止模式的时间量，这样，在例如3秒的预定时间限度之 后，程序将从步骤615移动到步骤616从而回到正常的巡航模式。因此，为 了返回到巡航模式，胜于监测船速或杆位置，可监测流逝的时间和杆位置， 从而如果经过了预定的时间周期，或者操作员改变了杆位置，则系统移动到 步骤616以使系统回到正常的巡航模式。
在动力停止模式期间，只要杆快速拉回从而启动动力停止模式，在所有 时刻就可以产生连续的引擎动力。然而，在更优选的实施例中，只要一识别 出动力停止模式，该模式是通过杆的快速移动产生的，如前所述。动力可被 切断直到例如螺旋桨叶片的螺距被调节到负或倒退位置时，然后施加动力。 因此，引擎转速可降低到空转，然后在叶片一处于倒退或负的螺距位置时就 增加。因此，这提供了略微更快的停止，因为在螺旋桨叶片螺距从向前移动 的位置转换到倒退的或负的位置时动力立即被中断，并且动力仅在叶片到达 负的或倒退的位置时才再次施加。
如果在图4中，系统移动到步骤410，表明需要操纵模式，则船移动到 操纵模式，如图7所示。图7还示出了在初始启动后当系统从图3的步骤311 移动到图中的410时并且在引擎速度降低到小于800rpm时如何执行操纵模 式。
参考图7，在步骤700，做出引擎速度是否小于800转每分钟的判断。 如果没有，则程序继续循环执行该检查直到引擎速度降低到该速度以防止在 初始时处于高rpm值的引擎速度进入操纵模式。如果引擎速度已经降低到小 于800转每分钟，则程序随后移动到步骤701。在步骤701，离合器20接合， 如果还没有接合的话，在步骤702，通过线11上的信号将引擎速度设为高空 转速度，例如1500rpm。这使得引擎可以向螺旋桨14输出相对低的动力。 在步骤703，进行是否通过按下按钮27或按钮29改变了模式的检查，并且 如果是，程序移动到步骤310返回图4，在选择的特定模式下控制。如果模 式没有改变，则程序移动到步骤704并且做出螺旋桨停止按钮43是否已经 按下的判断，并且如果是，程序移动到步骤705，在该步骤，再次执行如参 考步骤605和614所述的相同步骤，此后移动到步骤310等待模式选择。如 果没有选择螺旋桨停止，则程序从步骤704移动到步骤706以判断控制杆是 否处于中立位置。如果没有，则程序回到步骤702，如果是，程序移动到步 骤707。在步骤707，做出控制杆是否已经处于中立位置超过10秒的判断。 如果控制杆已经处于中立位置超过10秒，表明控制杆被移动来操纵船只， 程序回到706并且继续该循环直到杆离开中立位置超过10秒时为止。杆已 经离开中立位置超过10秒的实事可能是两种可能性的指示。第一种可能性 是船被有效地停放，或者其次，船需要处于操纵模式但是已经处于停滞状态 直到障碍消除或船具有继续操纵的清晰通路。如果步骤707处的判断的答案 为肯定，则程序移动到步骤708，在该步骤，离合器灯55闪烁并产生可听见 的声音如蜂鸣以警告操作员船只还处于空挡状态。在操作员错误地使船处于 操纵模式并且杆处于中立而螺旋桨仍然通过离合器连接到马达的情况下，这 可以简单地提醒操作员。如果杆留在中立的实事是故意的，则蜂鸣声或闪烁 离合器灯55将简单继续直到驾驶员提供下一个操作命令。在步骤709，做出 离合器断开按钮32是否按下以断开离合器20的判断。如果回答为是，则程 序移动到步骤710，并且离合器断开，引擎速度被设为空转。然后，程序移 动到步骤310等待输入以选择特定的操作模式或者可简单地关闭系统。如果 离合器按钮32没有按下，则程序回到步骤702，并且像上述那样继续。
因此，提醒了操作员控制系统处于中立模式并且螺旋桨接合的实事，因 此，如果错误地执行此，则离合器20如果必要可被打开。如果延迟仅仅是 由于操作员需要在继续操纵之前等待清空的通路，则离合器不会自动断开， 这意味着操作员在操纵模式中不用不得不连续重新接合离合器，并且在控制 杆根据步骤702到707从中立位置一移开就继续操纵模式。
如果，在步骤706，答案是控制杆不处于中立，则程序回到步骤702。
在步骤702，可用的引擎速度在处于巡航模式时被限制得小于在巡航模 式可以使用的最大可用引擎速度。当需要精细的操作和在由引擎速度的某些 可能变化产生的螺旋桨螺距调节的影响下首先发生操纵时，限制引擎速度确 保了满引擎速度在巡航模式中不可用。
引擎速度的限制可以两种方式实现。在第一实施例中，引擎速度被固定 在预定速度，例如大约1500rpm的高空转速度。假设系统使用的传动比为2∶ 1，这将产生螺旋桨轴速度，并且螺旋桨的转速为750rpm。在第二实施例中， 在操纵模式中，引擎速度的某些调节是可用，但是引擎速度量被限制得小于 最大引擎速度，并且通常为大约30％的最大引擎速度的引擎速度，这将提供 大约30％的正常全开风门动力。
因此，在步骤702，在引擎速度按照上述被限制时，通过移动控制杆28 来调节螺旋桨叶片12的螺距。因此，在操纵模式中，当引擎速度保持恒定 或通过控制单元10仅有相对小量的变化时，通过使得控制单元10改变螺旋 桨叶片12的螺距，控制杆28改变了船速，而在巡航模式，通过使得控制单 元10设定引擎动力(可通过最大引擎速度提供)和螺旋桨叶片12螺距的结 合，杆28的移动改变了船速。因此，在巡航模式中，使用单个控制杆28改 变引擎动力和螺旋桨螺距从而改变船速，而在操纵模式中，在引擎速度被限 制时，控制杆28改变螺旋桨叶片12的螺距。
在操纵模式中，如果想要改变引擎速度，控制杆28的移动在杆的满操 作范围内仅产生最大值达到30％的全开风门。此外，在操纵模式中，螺距调 节量也稍微小于巡航模式中可用的调节量。因此，再次，满风门移动仅可以 将螺距改变为例如在巡航模式中可用的螺距改变量的最多70％。
图8是流程图，示出了在想要关闭引擎时的引擎关闭。在步骤801，做 出点火装置39是否被切断的判断。在步骤802，指示螺距检查模式的发光二 极管45被接通，并且螺旋桨叶片12的螺距被调节到默认螺距位置。这将使 得下一次引擎启动时，假设在船切断期间螺旋桨螺距没有因为任何原因而移 动，螺旋桨叶片的螺距更容易定位到参考螺距位置。如果进行维护等，可能 出现螺距移动。然而，在绝大多数情况下，在引擎关闭后，螺旋桨叶片的位 置不会变化，因此螺旋桨叶片的螺距被设定得接近参考的螺距位置以进行初 始校准，并且在引擎启动时螺距定位更容易，并且如果调节不可能的话，提 供正螺距。因此，如果船停止和由于某些原因在船再次启动时螺距不能改变 的情况下，已经移动到正螺距的参考位置的螺旋桨至少能够提供动力使船回 家。在步骤804，马达控制器22被切断，在步骤805，做出点火装置39是 否确实关闭的另一检查。如果点火装置关闭，则程序仅循环到步骤804使控 制单元22保持在关闭状态。因为点火装置(在柴油机的情况下为燃料)被 切断，所以引擎也被停止。如果点火装置实际上没有关闭并且初始关闭信号 是因为堵住(spike)或其他短时期的能量损失，则在步骤806，系统重置其 自己。
在本发明的进一步实施例(未示出)中，系统可包括设定速度巡航控制 模式，在该模式中，船可置于设定速度巡航控制中，从而通过巡航控制模式 以预定的对地速度使船连续移动，直到驾驶员接管为止。在设定速度巡航控 制模式中，通过GPS系统35监测船速，同时为了保持恒定速度，通过控制 器10将螺旋桨螺距调节到预定螺距，然后调节引擎动力以保持设定的预定 速度。
在前述的实施例中，当需要实际的船只对地速度时，可使用如前所述的 来自GPS系统的数据得到，或者通过任何其他合适的速度传感器或测量装 置得到。然而，在备选实施例中，船速可从查阅表中提供。查阅表可对给定 的螺旋桨转速和螺距量提供许多速度值。如前所述，螺旋桨速度是引擎速度 的函数，并且取决于系统的传动比，传动比一般为2∶1。因此，在该实例中， 通过简单地平分引擎rpm可给出螺旋桨速度。提供的螺距量还可通过前述的 霍尔传感器装置30测量。因此，可确定螺距量和螺旋桨转速并且从查阅表 中选择合适的速度值。对于给定的螺旋桨速度和螺距量，该速度值可用多种 不同方法近似。一种方法是使用以下方程对给定的螺距和螺旋桨速度值提供 各种速度近似值：
速度＝螺距×螺旋桨速度-滑动
滑动是公知量，一般与特定的螺旋桨设计相关，并且可基于使用的螺旋 桨来确定或是已知的。螺旋桨的典型滑动量大约为25％的速度值，该速度值 可简单地通过螺距量与螺旋桨速度的相乘给出。对于该值，速度值可等于螺 距量乘以螺旋桨速度除以3/4。如果需要其他滑动值，则螺距乘以螺旋桨速 度可简单地通过螺旋桨14的滑动量来简化。在优选实施例中，想要的运行 特性是保持螺距量恒定并且改变引擎速度以得到所需的运行特性。如果引擎 速度的增加或减小不能得到所述特性，则改变螺距并相应地调节引擎速度以 为船只提供所需的速度。
在后面的权利要求中和在前述的发明说明书中，除了上下文需要或者由 于表达语言或必要的暗示，词语“包括(原型)”，或者变体如“包括(第三 人称单数)”或“包括(动名词)”，用作包括的意思，即，表明所述特征存 在但不排除在本发明各种实施例中存在或增加进一步的特征。
因为本领域的技术人员可用容易地在本发明的实质和范围内实现各种 改变，所以应该理解，本发明不限于上文作为实例说明的特定实施例。
交叉引用的申请
本申请要求2003年11月12日提交的美国临时申请60/519769和2003 年10月28日提交的澳大利亚临时专利申请2003905952的优先权。