對運輸制冷系統進行發動機電源控制的系統和方法
【技術領域】
[0001]本申請揭示的各實施例通常涉及運輸制冷系統(“TRS”)。特別地，本申請揭示的各實施例涉及對由TRS的發動機供應的電源量進行控制。
【背景技術】
[0002]運輸制冷系統(TRS)通常用于對冷藏運輸裝置(例如平板車上的集裝箱、聯運集裝箱等)、貨車、箱式車或其他類似運輸裝置(通常被稱為“冷藏運輸裝置”)內的環境條件(例如溫度、濕度、空氣質量等)進行控制。冷藏運輸裝置常常用于運輸易腐爛的物品，例如農產品、冷凍食品和肉制品。一般地，運輸制冷裝置(TRU)被附著于上述冷藏運輸裝置以對載貨空間的環境條件進行控制。該TRU可以包括但不限于壓縮機、冷凝器、膨脹閥、蒸發器以及風扇或鼓風機以對該載貨空間內部的空氣與該冷藏運輸裝置外部的周圍空氣之間的熱交換進行控制。
[0003]對于用于冷藏運輸裝置中的發動機的發動機排放的規定變得越來越重要。例如，(美國)環境保護局(EPA)的4級排放標準規定的顆粒物(PM)與氮氧化物(NOx)的排放，相比于先前標準被進一步減少約90%。
【發明內容】
[0004]本申請所描述的各實施例用于對由TRS的發動機供應的有效電源量進行控制。
[0005]本申請所描述的各實施例估計發動機負荷并比較所估計的發動機負荷與來自該發動機的給定每分鐘轉數(RPM)下的發動機的最大可允許電源供應。上述發動機負荷然后根據上述比較結果進行自動調整。這使得該TRS能夠對供給所述TRS的有效發動機電源進行控制，從而該發動機的排放不會超過所規定的排放級別，例如4級排放標準。本申請所描述的各實施例甚至可以在該發動機負荷過重或過輕時防止TRS的發動機超過所規定的排放級別。
[0006]在一個實施例中，提供了一種對由運輸制冷系統(TRS)的發動機供應的有效發動機電源量進行控制的方法。該方法包括以下步驟:確定由上述發動機最多可以供給該TRS的最大可允許電源量，估計上述發動機的有效發動機負荷，以及獲取由上述發動機供應的最大可允許電源量與上述有效發動機負荷之間的差異。當上述差異在預先確定的窗口內時，由上述發動機供應電源量以驅動該TRS。上述電源量與上述有效發動機負荷相等。當上述差異在上述預先確定的窗口范圍之外時，調整上述有效發動機負荷，從而使上述差異在上述預先確定的窗口內。
【附圖說明】
[0007]現參照各附圖，其中類似的附圖標記在全文中表示相應部件。
[0008]圖1示出了根據一個實施例的附著于牽引機的冷藏運輸裝置的側面立體圖。
[0009]圖2示出了根據一個實施例的TRS的框圖，該TRS具有發動機和TRS控制器，該TRS控制器用于對由該發動機供給TRS的電源量進行控制。
[0010]圖3A示出了根據一個實施例的對由發動機供給TRS的電源量進行控制的方法的流程圖。
[0011]圖3B示出了根據另一個實施例的對由發動機供給TRS的電源量進行控制的方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0012]本申請所描述的各實施例用于對由TRS的發動機供應的有效電源量進行控制。本申請所描述的各實施例估計發動機負荷并將所估計的發動機負荷與該發動機的給定RPM(每分鐘轉數)下來自該發動機的最大可允許電源供應進行比較。上述發動機負荷然后根據上述比較結果進行自動調整。這使得該TRS能夠對供給TRS的有效發動機電源進行控制，從而該發動機的排放不會超過所規定的排放級別，例如4級標準。
[0013]在一個實施例中，發動機負荷被估計并與來自發動機的最大可允許電源供應進行比較。TRU的壓縮機的節流閥可以根據該比較的結果被關閉以減少上述發動機負荷、或被打開以增加上述發動機負荷。
[0014]本申請所描述的各實施例可以提供對由發動機供應的有效電源量進行自動調整，以確保該發動機操作于預設操作窗口內(例如發動機負荷與來自該發動機的最大可允許電源供應之間的差異在預設窗口內)并符合排放標準或規定。
[0015]參考形成本申請的一部分的附圖，并且在其中通過圖示的方式示出各實施例，在各實施例中本申請所描述的各方法和各系統可以被實施。術語“冷藏運輸裝置”通常是指例如進行溫度控制的拖車、集裝箱或其他類型的運輸裝置等等。術語“運輸制冷系統”或“TRS”是指用于對該冷藏運輸裝置的內部空間的制冷進行控制的制冷系統。術語“發電機組”是指包括發動機和交流發電機和/或發電機的發電機組。在某些實施例中，發電機組可以位于TRU中。在其他實施例中，發電機組可以是與TRU分離并被放置于該TRU外部的TRU發電機組。術語“交流發電機”是指附著于TRS并將機械能轉換為電能的機電設備。交流發電機可以與發動機和電池可操作性地連接并可以對該電池進行充電。術語“發電機”是指附著于TRS并將機械能轉換為電能的機電設備。術語“最大可允許電源”是指用戶定義的由電源供應的電源量、或可以由電源供應的物理最大電源量。用戶定義的電源量可以是例如可以由電源供應的并符合特定排放規定的最大電源量。術語“發動機負荷”是指TRS的各部件在特定時間從該TRS的發動機所要求的運行各部件的電源量。
[0016]圖1示出了用于冷藏運輸裝置100的TRS 150的一個實施例，該冷藏運輸裝置100被附著于牽引機120。該牽引機120配置成拖曳該冷藏運輸裝置100。該冷藏運輸裝置100包括運輸裝置125和該TRS 150。該運輸裝置125可以經由該牽引機120的第五車輪(未示出)被附著于該牽引機120。可彎曲電連接部108可以將該牽引機120的交流發電機(未示出)連接于該TRS150。在某些實施例中，上述可彎曲電連接部108是一個或多個SUZI牌引線。
[0017]該TRS 150包括TRU 110和發電機組(“機組”)16。該TRU 110對該運輸裝置125內的制冷進行控制。該發電機組16與該TRU 110分離、可操作性地連接于該TRU 110并給該TRU 110和該TRS 150的其他部件供電。在某些實施例中，該TRS 150可以包括發電機組16以進行自供電。
[0018]該運輸裝置125包括頂面18、底面20、前壁22、后壁24，以及相對的側壁26、28。該TRU 110被放置于該運輸裝置125的前壁22上。該TRS 150配置成傳遞該空調載貨空間30與外部環境之間的熱量。
[0019]如圖1所示，該TRU 110被封閉在殼體32中。該TRU 110與該載貨空間30連通并控制該載貨空間30中的溫度。該TRU 110包括閉合制冷劑回路(未示出)，該閉合制冷劑回路基于從TRS控制器(未示出)接收的指令來調控該空間30的各種操作條件(例如溫度、濕度等等)。該制冷劑回路可以由該發電機組16來供電。通常，在該TRS 150的不同部件之中壓縮機需要最多能量并且是該發電機組16的發動機(未示出)所示的負荷的主要貢獻者。
[0020]該發電機組16通常包括發動機(未示出)、燃料容器(未示出)和發電機(未示出)。該發動機可以是內燃機(例如柴油發動機等)、油潤滑系統，以及電氣系統(均未示出)，上述內燃機可以通常具有冷卻系統(例如，水或液體冷卻劑系統)。空氣過濾系統(未示出)對引入該發動機的燃燒室(未示出)的空氣進行過濾。該發動機也可以是專為該TRS 150配置的發動機。該燃料容器與該發動機流體連通以輸送燃料供給到該發動機。
[0021]可以理解，本申請所描述的各實施例可以用于任何合適的進行溫度控制的裝置中，例如船上集裝箱、載重貨車、長途運輸的貨車艙等。該TRS可以是蒸汽壓縮機式制冷系統或能夠使用制冷劑、冷板技術等的任何其他合適的制冷系統。
[0022]圖2示出了根據一個實施例的冷藏運輸裝置例如圖1所示的冷藏運輸裝置100的TRS 200的框圖。該TRS 200可以對運輸裝置(例如圖1中的運輸裝置125)的載貨空間(例如圖1中的載貨空間30)內部的溫度T進行控制。該TRS 200包括TRU 220和可操作性地連接于該TRU 220的發電機組210。該發電機組210配置成給該TRU 220和該TRS 200的其他部件供電。
[0023]該發電機組210包括發動機212、發電機213、交流發電機214以及可選的發動機控制裝置216。該發動機212可操作性地連接于該TRU 220、該發電機213以及該交流發電機214，并配置成給該TRS 200的部件，例如該TRU220、該發電機213以及該交流發電機214提供電源量多達最大可允許電源供應Pmax。該最大可允許電源供應Pmax可以基于特定排放標準、規定等被預先確定。在某些實施例中，該最大可允許電源供應Pmax可以是預先確定的閾值設置，從而來自該發動機212的排放符合特定排放標準或規定，比如4級排放標準。在某些實施例中，該最大電源供應Pmax可以與該發動機212的每分鐘轉數(“RPM”)相關聯。在某些實施例中，該最大電源供應Pmax可以是可以由該發動機212供應的物理最大電源量。該發動機212可以被指令在期望的或給定的RPM下運行以達到最大電源供應Pmax。在某些實施例中，該最大電源供應Pmax可以是該發動機212可以提供的物理限制。在某些實施例中，該發動機212可以被機械地操控并可以具有高于Pmax的電源供應容量。
[0024]在某些實施例中，該TRS 200可以包括可選的瑋度傳感器(未示出)，上述瑋度傳感器配置成確定該TRS 200的位置的瑋度。該最大可允許電源供應Pmax可以基于該瑋度來進行調整。在某些實施例中，當該TRS 200所處的瑋度處或高于該瑋度處特定排放標準或規定比如4級排放標準不再適用時，該最大可允許電源供應Pmax可以被增加至例如可以由該發動機212供應的物理最大電源量。
[0025]在某些實施例中，該發電機213可以將來自該發動機212的機械能轉換為電能并且可以從該發動機212請求電源以進行運行。例如，在特定時間該發電機213可以從該發動機212要求的電源量可以被表達為發電機負荷FgmOTatOT。該發電機213還可操作性地連接于該TRU 220并配置成給該TRS 200的某些部件比如該TRS 200的蒸發器風扇和/或冷凝器風扇提供電氣電源。
[0026]在某些實施例中，該交流發電機214可以將來自該發動機212的機械能轉換為電能并且可以從該發動機212請求電源以進行運行。例如，在特定時間該交流發電機214可以從該發動機212要求的電源量可以被表達為交流發電機負荷FaltenatOT。在某些實施例中，該交流發電機214可以配置成對該TRS200的電池(未示出)進行電氣充電。該電池可以給該TRS 200的某些部件比