用于運輸制冷系統(tǒng)的控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種運輸制冷系統(tǒng)包含引擎、發(fā)電機組和制冷系統(tǒng)。電子控制單元和/或制冷器控制器經(jīng)配置以分別獲得引擎操作條件值和運輸制冷系統(tǒng)操作值。發(fā)電機組控制器經(jīng)配置以確定與所述引擎相關(guān)聯(lián)的燃料高效引擎操作速度，和/或運輸制冷系統(tǒng)操作條件值。所述發(fā)電機組控制器指示所述電子控制單元以所述燃料高效操作速度操作所述引擎。
【專利說明】用于運輸制冷系統(tǒng)的控制系統(tǒng)
[0001]優(yōu)先權(quán)
[0002]本申請案是作為冷王公司(Thermo King Corporat1n)名下的PCT國際專利申請案來申請的，且主張2012年3月23日申請的名稱為“用于運輸制冷系統(tǒng)的控制系統(tǒng)(CONTROL SYSTEM FOR A GENERATOR) ”的第61/614，958號美國臨時申請案的權(quán)益，其以全文引用的方式并入本文中。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本文所揭示的實施例大體上涉及用于運輸制冷系統(tǒng)的發(fā)電機組。更具體地說，此處所揭示的實施例涉及一種用于多速或變速發(fā)電機組的控制系統(tǒng)，其可經(jīng)配置以基于電子控制單元和/或制冷器系統(tǒng)監(jiān)視器(例如制冷器控制器)所獲得的參數(shù)改變發(fā)電機組的速度。

【背景技術(shù)】
[0004]現(xiàn)存的運輸制冷系統(tǒng)用于冷卻集裝箱、拖車和其它類似的運輸單元。現(xiàn)代集裝箱可高效地堆疊以通過船或鐵路來運輸。當通過卡車來運輸集裝箱時，將單個集裝箱放置在集裝箱底座上。當集裝箱中的貨物包含例如易腐產(chǎn)品(例如，食物產(chǎn)品、鮮花等)時，可控制集裝箱的溫度已限制貨物在運輸期間的損失。
[0005]一些現(xiàn)存運輸單元可包含發(fā)電機組，其將電力供應(yīng)給運輸制冷系統(tǒng)的溫度控制組件。這些發(fā)電機組通常直接附接到集裝箱或集裝箱底座，且包含引擎來為發(fā)電機供電，以及包含燃料容器來將燃料供應(yīng)到發(fā)電機組。
[0006]發(fā)電機組可以單個相對恒定的速度操作，以產(chǎn)生相對恒定的輸出頻率(例如，60Hz)以及一或多個輸出電壓(例如，?230/460VAC等)。這些發(fā)電機組可以相同的單個速度操作，不管運輸制冷系統(tǒng)上的負載如何。因此，對于運輸制冷系統(tǒng)的特定負載，所述運輸制冷系統(tǒng)可能不在燃料最高效條件下操作。在例如運輸工人不檢查的情況下，在較長的時間周期期間，這些發(fā)電機組可能用光燃料容器中的燃料。燃料用光情況可導(dǎo)致運輸制冷系統(tǒng)的失電，且可能導(dǎo)致易腐貨物的損失。這在周圍溫度條件相對較熱或相對腳冷時尤其如此。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本文描述了用以增加運輸制冷系統(tǒng)的發(fā)電機組的燃料效率的實施例。用以降低燃料消耗的實施例可幫助延長發(fā)電機組可操作的時間周期，且因此可減少發(fā)生燃料用完情況的機會。
[0008]在一些實施例中，運輸單元可包含運輸制冷系統(tǒng)和發(fā)電機組，其經(jīng)配置以將電力提供給所述運輸制冷系統(tǒng)。在一些實施例中，所述發(fā)電機組可包含原動機，例如引擎，其可以可變速度操作。所述運輸制冷系統(tǒng)還可包含電子控制單元，其經(jīng)配置以獲得引擎操作條件值。在一些實施例中，所述運輸制冷系統(tǒng)可包含制冷系統(tǒng)監(jiān)視器，例如制冷器控制器，其經(jīng)配置以獲得運輸制冷系統(tǒng)操作條件值。
[0009]在一些實施例中，所述發(fā)電機組可包含發(fā)電機組控制器。在一些實施例中，包含模型化最佳引擎操作指令與引擎和/或制冷系統(tǒng)操作條件值之間的關(guān)聯(lián)的模擬的引擎響應(yīng)可保存在所述發(fā)電機組控制器的存儲器單元中。所述發(fā)電機組控制器可經(jīng)配置以例如接收引擎操作條件值和/或所述運輸制冷系統(tǒng)操作條件值，且通過使所述引擎和/或制冷系統(tǒng)操作條件值擬合模型化最佳引擎操作指令與所述引擎和/或制冷系統(tǒng)操作條件值之間的關(guān)聯(lián)來確定模型化最佳引擎操作指令。所述發(fā)電機組控制器可將所述模型化最佳引擎操作指令傳送到電子控制單元，使得所述電子控制單元可以相對高效的方式操作所述引擎。
[0010]在一些實施例中，所述引擎的引擎操作條件值可為遞送到引擎的燃料的量、進氣量或引擎的軸桿速度。在一些實施例中，所述運輸制冷系統(tǒng)操作條件值可為所述運輸制冷系統(tǒng)的壓縮機的安培值、運輸制冷系統(tǒng)的設(shè)定點或運輸單元的空間中的空間溫度。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1A到IC示出溫控運輸單元的側(cè)面透視圖。圖1A示出具有安裝在底座的一側(cè)上的發(fā)電機組的溫控運輸單元。圖1B示出具有安裝到底座的底部的發(fā)電機組的溫控運輸單元。圖1C示出具有前部安裝發(fā)電機組的溫控運輸單元。
[0012]圖2是包含運輸制冷系統(tǒng)以及經(jīng)配置以為運輸制冷系統(tǒng)供電的發(fā)電機組的運輸單元的實施例的示意圖。
[0013]圖3是如圖2中所示的運輸制冷系統(tǒng)的發(fā)電機組控制器的操作的流程圖。
[0014]圖4是展示當原動機的引擎負載變化時制動比燃料消耗率與如圖2中所示的發(fā)電機組的原動機的引擎速度之間的關(guān)聯(lián)的代表圖。

【具體實施方式】
[0015]一些運輸單元包含運輸制冷系統(tǒng)，以及經(jīng)配置以為所述運輸制冷系統(tǒng)供電的發(fā)電機組。所述發(fā)電機組可通常包含燃料容器，以為發(fā)電機組的原動機提供燃料。幫助增加原動機的燃料效率的方法和系統(tǒng)可降低原動機的燃料消耗，且因此可幫助延長發(fā)電機不重填燃料容器的運作的時間周期的可操作性，且可幫助減少環(huán)境影響(例如噪聲)，以及幫助延長發(fā)電機組的服務(wù)壽命。
[0016]在所示出實施例的以下描述中，揭示幫助增加燃料效率的實施例。本文所述的一些實施例可經(jīng)配置以監(jiān)視例如發(fā)電機組和/或耦合到發(fā)電機組的運輸制冷系統(tǒng)的原動機的操作條件，且根據(jù)引擎和/或運輸制冷系統(tǒng)操作條件來調(diào)節(jié)發(fā)電機組的原動機的操作。在一些實施例中，發(fā)電機組控制器和/或引擎控制單元可經(jīng)配置以例如基于引擎和/或運輸制冷系統(tǒng)操作條件來改變原動機的操作速度，使得可使引擎速度保持在對應(yīng)于所述運輸操作條件的相對較高的燃料高效或大約最佳燃料高效范圍。以大約最佳燃料高效范圍操作所述原動機可幫助減少燃料消耗和環(huán)境影響，以及延長原動機和制冷系統(tǒng)的服務(wù)壽命。
[0017]參考形成本發(fā)明的一部分的附圖，且其中借助于實施例的說明來展示其中可實踐所述實施例的部分。本文中“包含”、“包括”或“具有”及其變化的使用意在包含其后所列的項目及其均等物，以及額外項目。除非另有指定或限制，否則術(shù)語“經(jīng)安裝”、“經(jīng)連接”、“所支持”和“所耦合”及其變化以其廣泛意義使用，且包括直接和間接安裝、連接、支持和耦合。另外，“經(jīng)連接”和“經(jīng)耦合”不限于物理或機械連接或耦合。術(shù)語“制冷器”大體上指代例如溫度受控容器底座、容器，或其它類型的運輸單元等。術(shù)語“發(fā)電機組”通常指代一種發(fā)電機組，其通常包含原動機(例如引擎)和發(fā)電機。將理解，本文所使用的措辭和術(shù)語是為了描述目的，且不應(yīng)被視為限制的。
[0018]圖1A到IC分別示出具有運輸制冷系統(tǒng)110的溫控運輸單元10aUOOb和10c的側(cè)面透視圖。運輸制冷系統(tǒng)I1可分別定位在運輸單元10aUOOb和10c的前端120a、120b、120c。運輸制冷系統(tǒng)110可分別從發(fā)電機組112a、112b和112c汲取電力。
[0019]參看圖1A，發(fā)電機組112a可包含外殼170a，其容納原動機(圖1A中未展示，見圖2A中的原動機210)和發(fā)電機(圖1A中未展示，見圖2A中的原動機210)。燃料箱150a經(jīng)配置以將燃料供應(yīng)到原動機。外殼170a包含人機接口(HMI) 160a，用戶可用其來將例如命令輸入到發(fā)電機組112a的控制器(未圖示)。
[0020]如圖1A中所示，發(fā)電機組112a可從運輸單元10a的底座130a的一側(cè)安裝到底座 130a。
[0021]如圖1B中所示出，發(fā)電機組112b的外殼170b還可從運輸單元10b的底座130b的底部安裝到底座130b。
[0022]如圖1C中所示出，發(fā)電機組112c的外殼170c可安裝到運輸單元IlOc的前端。經(jīng)配置以將燃料供應(yīng)到發(fā)電機組112c的燃料箱(未圖示)也可包圍在外殼170c中。
[0023]運輸制冷系統(tǒng)110可分別調(diào)節(jié)運輸單元100a、100b和10c的空間122a、122b和122c中的各種條件(例如，溫度、濕度等)。在一些實施例中，發(fā)電機組112a、112b和112c可經(jīng)配置以在可變速度(例如，介于Orpm與發(fā)電機組112a、112b和112c的原動機(例如，圖2中的原動機210)的最大設(shè)計操作速度之間)操作。
[0024]將了解，本文所描述的實施例可結(jié)合卡車、拖車和集裝箱單元使用。本文所描述的實施例可在例如船上集裝箱、飛機貨運艙、路上貨車艙等任何其它合適的溫控設(shè)備中使用。制冷系統(tǒng)可為蒸氣壓縮機型制冷系統(tǒng)，或可使用制冷劑、冷板技術(shù)等的任何其它合適制冷系統(tǒng)。
[0025]圖2示出運輸單元200的示意圖。運輸單元200具有發(fā)電機組，其通常包含原動機210、原動機電子控制器單元(E⑶)220、發(fā)電機組控制器230、燃料容器240和發(fā)電機250。運輸單元200還包含運輸制冷系統(tǒng)260，其耦合到發(fā)電機250。
[0026]所示出的原動機210可為內(nèi)燃引擎(例如，柴油機等)，其通常可具有冷卻系統(tǒng)，(例如，水或液體冷卻劑系統(tǒng))、油潤滑系統(tǒng)和電系統(tǒng)(均未圖示)。空氣過濾系統(tǒng)(未圖示)對引入到原動機210的燃燒室(未圖示)中的空氣進行過濾。原動機210也可為專門為運輸制冷系統(tǒng)配置的引擎。燃料容器240與原動機210流體連通，以將燃料供應(yīng)遞送到原動機210。
[0027]原動機210可由E⑶220控制。E⑶220可經(jīng)配置以調(diào)節(jié)遞送到原動機210的燃料的量，且可經(jīng)配置以在可變速度下操作原動機210，其例如介于O與原動機210的最大設(shè)計操作速度之間。將了解，在一些實施例中，原動機210可在多個離散操作速度下操作，在一個實施例中，例如?1800rmp和?1500rpm。E⑶220還可經(jīng)配置以使得原動機210的操作速度可維持相對恒定，直到ECU 220例如從發(fā)電機組控制器230接收到以可變速度操作原動機210的指令(或命令)為止。
[0028]發(fā)電機組控制器230經(jīng)配置以與制冷器控制器270和E⑶220耦合。發(fā)電機組控制器230經(jīng)配置以從E⑶220和/或制冷器控制器270接收信息，且基于從E⑶220和/或制冷器控制器270接收到的信息指示ECU 220改變原動機210的操作速度。下文論述關(guān)于發(fā)電機組控制器230的操作的更多細節(jié)。將了解，可通過線路或無線地在發(fā)電機組控制器230、制冷器控制器270和E⑶220之間傳送信息。
[0029]發(fā)電機250可通過柔性盤255耦合到原動機210，柔性盤255將機械能從原動機210傳送到發(fā)電機250。在一些實施例中，發(fā)電機250還可通過驅(qū)動帶間接地耦合到原動機210。發(fā)電機250包含電力插座251，其經(jīng)由電力纜線261與運輸制冷系統(tǒng)260電連通，以將電力提供給運輸制冷系統(tǒng)260。
[0030]發(fā)電機250可為交流(“AC”)、三相發(fā)電機，其通常包含變頻器256、轉(zhuǎn)子257、定子258以及調(diào)壓器或DC發(fā)電機259。轉(zhuǎn)子257耦合到柔性盤255，使得原動機210可操作以便以非零速度可旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動轉(zhuǎn)子257。定子258為發(fā)電機250的靜止組件，其包含磁極對(例如，兩個極對)。
[0031]調(diào)壓器259包含勵磁電壓和勵磁電流，其由耦合到調(diào)壓器259的調(diào)節(jié)元件(未圖示)產(chǎn)生。在一些實施例中，調(diào)節(jié)元件可包含電池或其它固態(tài)組件，其通過調(diào)壓器259產(chǎn)生直流電。勵磁電壓和勵磁電流界定場激勵。發(fā)電機250的場激勵通常被視為發(fā)電機250的場。所述場可為轉(zhuǎn)子257和定子258的一個部分。
[0032]轉(zhuǎn)子257通過磁場的旋轉(zhuǎn)使發(fā)電機250產(chǎn)生感應(yīng)的輸出電流。所感應(yīng)的輸出電流產(chǎn)生發(fā)電機250的輸出電壓，其通過電力插座251引導(dǎo)到運輸制冷系統(tǒng)260。將注意，可使用其它類型的發(fā)電機來代替發(fā)電機250。如本文所述的發(fā)電機250僅為示范性的。
[0033]發(fā)電機250可包含輸出變頻器256，其經(jīng)配置以調(diào)節(jié)插座251處的輸出電流的頻率。通常，當原動機210的操作速度變化時，由定子258和/或轉(zhuǎn)子257的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的所感應(yīng)輸出電流的頻率可相應(yīng)地變化。輸出變頻器256可調(diào)節(jié)定子258和轉(zhuǎn)子257所產(chǎn)生的所感應(yīng)輸出電流的頻率，使得插座251處的輸出電流的頻率維持在相對恒定的頻率。在一些實施例中，運輸制冷系統(tǒng)260可經(jīng)配置以例如在?50赫茲下操作。因此，變頻器256可經(jīng)配置以使插座251處的輸出電流的頻率維持在?50赫茲。
[0034]將了解，在一些實施例中，可使用DC供電的制冷系統(tǒng)。在此情形中，變頻器256可能不是必要的。
[0035]發(fā)電機250可經(jīng)配置以提供足以在各種負載下將電力提供給運輸制冷系統(tǒng)260的相對恒定的負載容量。發(fā)電機250上的負載對應(yīng)于運輸制冷系統(tǒng)260上的冷卻需求或負載(例如，運輸制冷系統(tǒng)260所需的電力)，且可響應(yīng)于運輸制冷系統(tǒng)260上的負載的變化而改變。
[0036]當原動機210改變其操作速度時，轉(zhuǎn)子257和/或定子258的旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的輸出電壓可變化。通常，原動機210的操作速度越快，輸出電壓越高。調(diào)壓器或DC發(fā)電機259可經(jīng)配置以使插座251處的輸出電壓維持在相對恒定的電壓，甚至例如在原動機210的操作速度變化時。
[0037]E⑶220可經(jīng)配置以監(jiān)視引擎操作條件，且控制原動機210的操作。E⑶220可具有微處理器，其可與經(jīng)配置以監(jiān)視引擎操作參數(shù)(例如引擎速度、油溫、活塞位置等)的傳感器陣列通信。通過分析來自傳感器陣列的讀數(shù)，E⑶220可監(jiān)視/獲得原動機210的操作條件。在一些實施例中，E⑶可幾乎實時地監(jiān)視/獲得原動機210的操作條件。
[0038]E⑶220可經(jīng)配置以控制原動機210的操作速度。E⑶220可經(jīng)配置以例如控制燃料泵，使得遞送到原動機210的燃燒室的燃料的量可由ECU 220調(diào)節(jié)。通過調(diào)節(jié)所遞送燃料的量，ECU 220可控制原動機210的操作速度，且使原動機210的操作速度維持相對恒定，除非E⑶220接收到做別的事的指令為止。
[0039]制冷器控制器270經(jīng)配置以監(jiān)視運輸制冷系統(tǒng)260的操作條件。制冷器控制器270可具有微處理器，其可與傳感器陣列通信，所述傳感器陣列經(jīng)配置以監(jiān)視例如:空間180中的空間溫度，如圖1B中所示；運輸制冷系統(tǒng)260的壓縮機的安培值；運輸制冷系統(tǒng)260的設(shè)定點等。通過分析來自傳感器陣列的讀數(shù)，制冷器控制器270可獲得運輸制冷系統(tǒng)260的操作條件。在一些實施例中，制冷器控制器270可經(jīng)配置以幾乎實時地獲得運輸制冷系統(tǒng)260的操作條件。制冷器控制器270還可經(jīng)配置以控制運輸制冷系統(tǒng)260的操作。
[0040]將了解，在一些實施例中，發(fā)電機組控制器230可經(jīng)配置以直接與傳感器陣列通信，以獲得原動機210和/或運輸制冷系統(tǒng)260的操作條件。
[0041]E⑶220可經(jīng)配置以監(jiān)視引擎操作條件，且制冷器控制器270可經(jīng)配置以監(jiān)視運輸制冷系統(tǒng)操作條件。E⑶220和制冷器控制器270兩者可經(jīng)配置以將E⑶220和制冷器控制器270所監(jiān)視/獲得的引擎或運輸制冷系統(tǒng)操作條件相應(yīng)地轉(zhuǎn)換成引擎和/或運輸制冷系統(tǒng)操作條件值，其可經(jīng)由發(fā)電機組控制器230與ECU 220和/或制冷器控制器270之間的耦合(有線耦合或無線耦合)傳送回到發(fā)電機組控制器230和/或由其接收。
[0042]發(fā)電機組控制器230具有微處理器，其經(jīng)配置以響應(yīng)于從E⑶220和/或制冷器控制器270接收到的引擎和/或運輸制冷系統(tǒng)操作條件值而作出各種操作指令。發(fā)電機組控制器230所產(chǎn)生的操作指令可接著經(jīng)由ECU 220與發(fā)電機組控制器230之間的耦合傳送到E⑶220。在接收到從發(fā)電機組控制器230傳送的操作指令之后，E⑶220可接著根據(jù)從發(fā)電機組控制器230傳送的操作指令來操作原動機210。
[0043]圖2進一步展示發(fā)電機組控制器230可經(jīng)配置以與計時器234、存儲器單元235和/或操作者接口 236通信。
[0044]在一些實施例中，存儲器單元235可為隨機存取存儲器(“RAM”)，其可維持與原動機210和發(fā)電機250的參數(shù)有關(guān)的數(shù)據(jù)日志，以及其它數(shù)據(jù)。在一些實施例中，存儲器單元235可存儲引擎操作指令。
[0045]操作者接口 236包含發(fā)電機組控制器顯示器237和發(fā)電機組控制器人機接口(HMI) 238，用于檢視命令和將命令輸入到發(fā)電機組控制器230中。計時器234可經(jīng)配置以在需要時單獨測量原動機210在特定速度下操作的持續(xù)時間。
[0046]在操作中，發(fā)電機組控制器230、E⑶220和/或制冷器控制器270可一起工作以操作原動機210。發(fā)電機組控制器230可經(jīng)配置以接收引擎和/或輸送制冷系統(tǒng)操作條件值。發(fā)電機組控制器230的存儲器單元可經(jīng)配置以存儲模型化引擎響應(yīng)，其可例如包含引擎和/或制冷操作條件與對應(yīng)的引擎操作指令之間的關(guān)聯(lián)。發(fā)電機組控制器230的微處理器可通過使引擎和/或運輸制冷系統(tǒng)操作條件值擬合所述模型化引擎響應(yīng)。發(fā)電機組控制器230的微處理器還可經(jīng)配置以基于引擎和/或運輸制冷系統(tǒng)操作條件值以及內(nèi)部計時器234的值和/或用戶輸入來確定引擎操作指令。發(fā)電機組控制器230可接著將操作指令發(fā)送到ECU 220，使得ECU 220可操作以根據(jù)從發(fā)電機組控制器230發(fā)送的指令來控制原動機
210。
[0047]信息在E⑶220、發(fā)電機組控制器230、制冷器控制器270和/或其它組件之間的傳送可通過線路或無線執(zhí)行。
[0048]在所示出的實施例中，操作指令例如為原動機210的操作速度。通常，最高效操作速度(即，消耗最少量的燃料的操作速度)根據(jù)原動機210和/或運輸制冷系統(tǒng)260的不同操作條件而變化。舉例來說，當引擎負載較高時，例如多于原動機210的最大負載的?80%，原動機210可在高速度(例如，?1800轉(zhuǎn)每分鐘(RPM))下較具燃料效率。然而，當引擎負載較低時，例如小于原動機210的最大負載的?20%，原動機210可在低速度(例如，?1500RPM)下較具燃料效率。類似地，當制冷系統(tǒng)需要所汲取的高電力時，原動機210可在相對較高的RPM(例如，?1800rpm)下較具效率；當制冷系統(tǒng)需要所汲取的低電力時，原動機210可在相對較低RPM(例如，?1500rmp)下較具效率?？衫缤ㄟ^在實驗室設(shè)定中進行測試來確定每一引擎和/或運輸制冷系統(tǒng)操作條件下的最高效操作速度。在所示出的實施例中，原動機210的操作速度可為介于O與原動機210的最大操作速度之間的任何速度，應(yīng)了解，在一些實施例中，原動機210可經(jīng)配置以在多個分立的速度下操作。
[0049]發(fā)電機組控制器230所作出的指令可通過各種方法傳送到E⑶220。舉例來說，發(fā)電機組控制器230的微處理器可通過輸出不同電壓信號來解譯所述指令。舉例來說，如果發(fā)電機組控制器230作出停止原動機210的指令，那么電壓信號可配置為O伏。如果發(fā)電機組控制器230作出在大約最大設(shè)計操作速度下操作原動機210的指令，那么電壓信號可為?5伏。如果發(fā)電機組控制器230作出在?50%的最大設(shè)計操作速度下操作原動機210的指令，那么電壓信號為?2.5伏。因此，任何特定操作速度可與唯一電壓信號相關(guān)聯(lián)。在一些實施例中，發(fā)電機組控制器230所產(chǎn)生的信號可為經(jīng)脈沖寬度調(diào)制的信號。
[0050]E⑶220可經(jīng)配置以測量從發(fā)電機組控制器230接收的電壓信號。因為每一電壓信號與特定操作速度相關(guān)聯(lián)，所以ECU 220經(jīng)配置以調(diào)整原動機210以在與特定電壓信號相關(guān)聯(lián)的速度下操作。ECU 220可經(jīng)配置以連續(xù)地或以恒定間隔監(jiān)視發(fā)電機組控制器230的電壓輸出。E⑶220經(jīng)配置以使原動機210維持在所述速度，直到E⑶220從發(fā)電機組控制器230接收到與原動機210的新操作速度相關(guān)聯(lián)的另一電壓信號。E⑶220可接著經(jīng)配置以調(diào)整原動機210，使得原動機210切換到新速度。
[0051]圖3展示如圖2中所示的發(fā)電機組控制器230可藉此操作的過程300的一個實施例。過程300可存儲在存儲器單元235中，如圖2中所示。
[0052]在301和302處，發(fā)電機組控制器230讀取引擎和/或運輸制冷系統(tǒng)操作條件值。引擎和/或運輸制冷系統(tǒng)操作條件值可由ECU 220或制冷器控制器270提供。引擎和/或運輸制冷系統(tǒng)操作條件值還可基于ECU參數(shù)和/或制冷器控制器參數(shù)而得出?？赏ㄟ^ECU220通過監(jiān)視傳感器陣列來獲得/得出E⑶參數(shù)。E⑶參數(shù)可包含遞送到原動機的燃料的量、進氣量和/或軸桿速度。ECU參數(shù)還可包含引擎負載、引擎扭矩、在某一速度下的引擎額定扭矩百分比，和/或所計算扭矩減去在某一速度下的峰值扭矩、排氣溫度等。制冷器控制器270參數(shù)可為運輸制冷系統(tǒng)260的壓縮機所汲取的電流的安培值、運輸制冷系統(tǒng)260的設(shè)定點，或運輸集裝箱單元的空間中的空間溫度。制冷器控制器參數(shù)還可包含制冷控制過程的狀態(tài)。制冷控制過程可為經(jīng)配置以控制運輸制冷系統(tǒng)260的循環(huán)以使得運輸制冷系統(tǒng)260可以幾乎最高效的方式操作以控制空間180中的溫度的過程，如圖1B中所示。如圖2中所示，制冷控制可由制冷器控制器270執(zhí)行。
[0053]在讀取E⑶和/或制冷器控制器參數(shù)之后，在303處，發(fā)電機組控制器230基于所述參數(shù)決定操作指令，例如模型化操作速度。如上文所論述，所述決策可基于存儲在存儲器單元235中的模擬的引擎響應(yīng)。在304處，發(fā)電機組控制器230讀取原動機210的操作速度，且在305處將所述操作速度與模型化操作速度進行比較。如果所述速度與操作速度相同，那么過程返回到301和302。如果所述速度不同于模型化操作速度，那么在306處，發(fā)電機組控制器230指令E⑶220改變原動機210的速度。
[0054]發(fā)電機組控制器230可經(jīng)配置以連續(xù)地或以恒定間隔讀取E⑶參數(shù)和/或制冷系統(tǒng)參數(shù)。發(fā)電機組控制器230可經(jīng)配置以在原動機210和/或運輸制冷系統(tǒng)260的操作條件值改變時改變所述操作速度。以此方式，可使原動機210保持在對應(yīng)于原動機210的操作條件和/或運輸制冷系統(tǒng)操作條件的相對燃料高效或大約最具燃料效率的速度。
[0055]圖4進一步示出發(fā)電機組控制器230可用來確定模型化最佳燃料高效操作速度的模擬的引擎響應(yīng)401。垂直軸是引擎的制動比燃料消耗率(BSFC)，例如圖2中的原動機210。點yl到y(tǒng)9對應(yīng)于九個不同燃料消耗值(每克每千瓦每小時)，其分別從最低值到最高值布置。水平軸是以RPM為單位的引擎速度。點Xl到x8對應(yīng)于八個不同引擎速度，其分別從最低值到最高值布置。在一些實施例中，Xl為1000RPM，且x8為2000RPM。
[0056]可例如在實驗室設(shè)定中執(zhí)行測試和測量，以在特定引擎負載下，在不同引擎速度下獲得BSFC值。如圖4中所示出，例如，展示三個引擎負載:?25%、?50%和?100%引擎負載。當引擎負載為?25%時，測得的最具燃料效率的引擎速度(即，具有最低BSFC值的點)為約Si，其在引擎速度x5與x6之間。當引擎負載為?50%和?100%時，測得的最具燃料效率的引擎速度分別為約s2和s3，其在分別在引擎速度x5與x6之間以及引擎速度x4與x5之間。同樣地，可為其它引擎負載(例如，10^^25^^30% )建立BSCF/引擎速度表，且可為每一引擎負載建立測得的最具燃料效率的引擎速度。
[0057]可通過擬合表示每一引擎負載下的測得的最具燃料效率的引擎速度的點(例如，點s1、s2和s3)的線或曲線來建立模擬的引擎響應(yīng)401。模擬的引擎響應(yīng)401上的每一點可表示對應(yīng)于特定引擎負載的模型化最佳燃料效率引擎操作速度。舉例來說，如果負載為?25%,那么模型化最佳引擎操作速度為?Si。如果負載為介于?25%與?50%之間的值，那么模型化最佳燃料效率引擎操作速度為可通過使負載值擬合模擬的引擎響應(yīng)401確定的介于x5與x6之間的值?？捎蒃⑶220獲得或可在發(fā)電機組控制器230中計算對應(yīng)于參數(shù)(例如，遞送到引擎的燃料的量，其由ECU 220獲得)的原動機210的引擎負載。發(fā)電機組控制器230接著可接收原動機210的引擎負載值，且經(jīng)配置以通過使原動機210的引擎負載值擬合模擬的引擎響應(yīng)401來獲得模型化最佳燃料效率引擎速度。
[0058]將注意，模擬的引擎響應(yīng)401以及最佳燃料效率引擎速度與引擎負載之間的相關(guān)不必為精確的。引擎速度的一些變化(例如，100RPM)，可不大可能影響總體引擎效率。同樣地，制冷系統(tǒng)中歸因于制造過程中的容差的變化也可不可能影響總體弓I擎效率。
[0059]將了解，模擬的引擎響應(yīng)401為示范性的。可建立基于其它值的其它模擬的引擎響應(yīng)。在一些實施例中，可建立基于來自E⑶220和/或制冷器控制器270的多個參數(shù)的模擬的引擎響應(yīng)。用于建立變速引擎的模擬的引擎響應(yīng)的一般原理是建立燃料高效操作速度與由ECU 220和/或制冷器控制器270獲得的一個或多個參數(shù)之間的關(guān)聯(lián)。這些參數(shù)可通常為可依據(jù)引擎操作狀態(tài)或操作條件而變化，且可由E⑶220和/或制冷器控制器270獲得。燃料高效操作速度可通常通過測量或測試獲得。
[0060]另外，制冷系統(tǒng)可具有運輸制冷系統(tǒng)操作過程，其可經(jīng)配置以高效地操作運輸制冷系統(tǒng)260。舉例來說，如果空間溫度為(例如)距設(shè)定點?20攝氏度，運輸制冷系統(tǒng)260可連續(xù)地在全負載模式下操作，但如果溫度差例如為?3攝氏度，那么以低于全負載模式操作。還可將運輸制冷系統(tǒng)260的操作過程的未來狀態(tài)傳送到發(fā)電機組控制器230，且發(fā)電機組控制器230可經(jīng)配置以使得發(fā)電機組控制器230可將指令發(fā)送到E⑶220，以在最佳引擎速度下操作原動機210，所述最佳引擎速度可不僅滿足運輸制冷系統(tǒng)操作要求，而且預(yù)測性地滿足運輸制冷系統(tǒng)的未來操作要求。
[0061]在一些其它實施例中，模擬的引擎響應(yīng)401可經(jīng)配置以在其它模式下操作引擎。舉例來說，模擬的引擎響應(yīng)401可經(jīng)配置在低噪聲電平下操作引擎，操作所述引擎，使得可快速拉低空間溫度，操作所述引擎以使得引擎保持溫暖，操作所述引擎以使得制冷系統(tǒng)200的電池可快速充電。
[0062]將了解，發(fā)電機組控制器230與E⑶220和/或制冷器控制器270之間的耦合可用數(shù)據(jù)纜線來實現(xiàn)。在一些實施例中，可以無線方式實現(xiàn)發(fā)電機組控制器230與E⑶220和/或制冷器控制器270之間的通信。
[0063]通常，通過使用來自E⑶220的引擎信息(例如，原動機210的引擎操作條件值)和/或來自制冷器控制器270的制冷系統(tǒng)信息(例如，運輸制冷系統(tǒng)操作條件值)，可幾乎瞬時地確定原動機210在所述操作條件下的最佳操作速度。因此，可更有效地控制原動機210。這可幫助減少不必要的燃料消耗，且增加原動機210的燃料效率，且還幫助減少環(huán)境影響，且延長原動機210和運輸制冷系統(tǒng)260的服務(wù)壽命。
[0064]方面
[0065]注意，下文的方面I到8中的任一者可與方面9到11中的任一者組合。
[0066]1.一種操作運輸制冷系統(tǒng)的變速引擎的方法，其包括:
[0067]獲得操作條件值；
[0068]通過使所述操作條件值擬合模擬的引擎響應(yīng)來獲得模型化最佳引擎操作速度；以及
[0069]將所述模型化最佳引擎操作速度發(fā)送到所述變速引擎的引擎控制單元，以用于指示所述變速引擎以所述模型化最佳引擎操作速度操作。
[0070]2.根據(jù)方面I所述的方法，其進一步包括從所述變速引擎的電子控制單元獲得所述操作條件值。
[0071]3.根據(jù)方面I所述的方法，其進一步包括從運輸制冷系統(tǒng)控制器獲得所述操作條件值。
[0072]4.根據(jù)方面2所述的方法，其進一步包括所述電子控制單元將所述操作條件值傳送到發(fā)電機組控制器。
[0073]5.根據(jù)方面3所述的方法，其進一步包括所述運輸制冷系統(tǒng)控制器將所述操作條件值傳送到發(fā)電機組控制器。
[0074]6.根據(jù)方面I到5所述的方法，其中所述模擬的引擎響應(yīng)包含多個模型化燃料高效操作速度與多個操作條件值之間的關(guān)聯(lián)。
[0075]7.根據(jù)方面2所述的方法，其中從所述電子控制單元獲得的所述操作條件值為遞送到所述變速引擎的燃料的量、進氣量或所述變速引擎的軸桿速度中的至少一者。
[0076]8.根據(jù)方面3所述的方法，其中從所述運輸制冷系統(tǒng)控制器獲得的所述操作條件值為壓縮機所汲取的安培值、所述運輸制冷系統(tǒng)的溫度設(shè)定點或所述運輸制冷系統(tǒng)的空間溫度中的至少一者。
[0077]9.一種運輸制冷系統(tǒng)，其包括:
[0078]具有電子控制單元的引擎，所述電子控制單元經(jīng)配置以獲得引擎操作條件值；
[0079]發(fā)電機，其耦合到所述引擎；
[0080]運輸制冷系統(tǒng)，其耦合到所述發(fā)電機，所述發(fā)電機經(jīng)配置以將電力提供給所述運輸制冷系統(tǒng)；
[0081]運輸制冷系統(tǒng)控制器，其經(jīng)配置以獲得運輸制冷系統(tǒng)操作條件值；
[0082]控制器；以及
[0083]存儲器單元，其經(jīng)配置以存儲模擬的引擎響應(yīng)，其包含多個模型化最佳燃料高效引擎操作速度與多個引擎操作條件值和/或運輸制冷系統(tǒng)操作條件值之間的關(guān)聯(lián)；
[0084]其中所述控制器經(jīng)配置以接收所述引擎操作條件值或所述運輸制冷系統(tǒng)操作值中的至少一者，且經(jīng)配置以通過使所述引擎操作條件值或所述運輸制冷系統(tǒng)操作條件值中的至少一者擬合所述模擬的引擎響應(yīng)來確定最佳燃料高效引擎操作值；
[0085]其中所述控制器經(jīng)配置以將所述最佳燃料高效引擎操作值傳送到所述電子控制單元，以便指示所述電子控制單元以所述最佳燃料高效引擎操作速度操作所述引擎。
[0086]10.根據(jù)方面9所述的制冷系統(tǒng)，其中所述引擎的所述引擎操作條件值為遞送到所述引擎的燃料的量、進氣量或所述引擎的軸桿速度中的至少一者。
[0087]11.根據(jù)方面9到10所述的制冷系統(tǒng)，其中所述運輸制冷系統(tǒng)操作條件值為所述運輸制冷系統(tǒng)的壓縮機所汲取的安培值、所述運輸制冷系統(tǒng)的溫度設(shè)定點或所述運輸制冷系統(tǒng)的空間溫度。
[0088]關(guān)于前面的描述，將理解，可在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，在細節(jié)方面作出改變，尤其與所使用的構(gòu)造材料和部件的形狀、大小和布置有關(guān)。希望本說明書和所描繪的實施例僅被視為示范性的，本發(fā)明的范圍和精神由所附權(quán)利要求書的廣泛意義指示。
【權(quán)利要求】
1.一種操作運輸制冷系統(tǒng)的變速引擎的方法，其包括: 獲得操作條件值； 通過將所述操作條件值擬合到模擬的引擎響應(yīng)來獲得模型化最佳引擎操作速度；以及 將所述模型化最佳引擎操作速度發(fā)送到所述變速引擎的引擎控制單元，以用于指示所述變速引擎以所述模型化最佳引擎操作速度操作。
2.根據(jù)方面I所述的方法，其進一步包括從所述變速引擎的電子控制單元獲得所述操作條件值。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其進一步包括從運輸制冷系統(tǒng)控制器獲得所述操作條件值。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其進一步包括所述電子控制單元將所述操作條件值傳送到發(fā)電機組控制器。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其進一步包括所述運輸制冷系統(tǒng)控制器將所述操作條件值傳送到發(fā)電機組控制器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述模擬的引擎響應(yīng)包含多個模型化燃料高效操作速度與多個操作條件值之間的關(guān)聯(lián)。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中從所述電子控制單元獲得的所述操作條件值為遞送到所述變速引擎的燃料的量、進氣量或所述變速引擎的軸桿速度中的至少一者。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中從所述運輸制冷系統(tǒng)控制器獲得的所述操作條件值為壓縮機所汲取的安培值、所述運輸制冷系統(tǒng)的溫度設(shè)定點或所述運輸制冷系統(tǒng)的空間溫度中的至少一者。
9.一種運輸制冷系統(tǒng),其包括: 具有電子控制單元的引擎，所述電子控制單元經(jīng)配置以獲得引擎操作條件值； 發(fā)電機，其耦合到所述引擎； 運輸制冷系統(tǒng)，其耦合到所述發(fā)電機，所述發(fā)電機經(jīng)配置以將電力提供給所述運輸制冷系統(tǒng)； 運輸制冷系統(tǒng)控制器，其經(jīng)配置以獲得運輸制冷系統(tǒng)操作條件值； 控制器；以及 存儲器單元，其經(jīng)配置以存儲模擬的引擎響應(yīng)，其包含多個模型化最佳燃料高效引擎操作速度與多個引擎操作條件值和/或運輸制冷系統(tǒng)操作條件值之間的關(guān)聯(lián)； 其中所述控制器經(jīng)配置以接收所述引擎操作條件值或所述運輸制冷系統(tǒng)操作值中的至少一者，且經(jīng)配置以通過使所述引擎操作條件值或所述運輸制冷系統(tǒng)操作條件值中的至少一者擬合所述模擬的引擎響應(yīng)來確定最佳燃料高效引擎操作值； 其中所述控制器經(jīng)配置以將所述最佳燃料高效引擎操作值傳送到所述電子控制單元，以便指示所述電子控制單元以所述最佳燃料高效引擎操作速度操作所述引擎。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的制冷系統(tǒng)，其中所述引擎的所述引擎操作條件值為遞送到所述引擎的燃料的量、進氣量或所述引擎的軸桿速度中的至少一者。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的制冷系統(tǒng)，其中所述運輸制冷系統(tǒng)操作條件值為所述運輸制冷系統(tǒng)的壓縮機所汲取的安培值、所述運輸制冷系統(tǒng)的溫度設(shè)定點或所述運輸制冷系統(tǒng)的空間溫度。
【文檔編號】H02K9/00GK104203622SQ201380016138
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2013年3月22日 優(yōu)先權(quán)日:2012年3月23日
【發(fā)明者】蘭德爾·斯科特·伯漢姆, 大衛(wèi)·喬恩·倫肯, 埃里?！ぐ亍けR赫特 申請人:冷王公司