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CN121004992A - 利用全球定位系统进行海拔高度的辅助动力单元功率补偿 - Google Patents

利用全球定位系统进行海拔高度的辅助动力单元功率补偿

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Publication number
CN121004992A
CN121004992A CN202510681952.2A CN202510681952A CN121004992A CN 121004992 A CN121004992 A CN 121004992A CN 202510681952 A CN202510681952 A CN 202510681952A CN 121004992 A CN121004992 A CN 121004992A
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CN
China
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prime mover
controller
altitude
power output
power
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202510681952.2A
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English (en)
Inventor
A·B·卡瑞
J·古德赛尔
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Cold King Co ltd
Original Assignee
Cold King Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Cold King Co ltd filed Critical Cold King Co ltd
Publication of CN121004992A publication Critical patent/CN121004992A/zh
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

提供了一种运输动力系统。所述系统包括与车辆发动机分离的原动机；被配置为接收GPS数据的全球定位系统(GPS)接收器；以及被配置为与所述原动机和所述GPS接收器通信的控制器。所述控制器被配置为基于所述GPS接收器接收的所述GPS数据，确定所述运输动力系统相对于海平面的海拔高度；确定所述原动机的功率输出；基于确定的海拔高度调整所述原动机的功率输出上限；比较所述原动机的功率输出和调整后的功率输出上限；以及运行所述运输动力系统的所述原动机，使其不超过所述调整后的功率输出上限。

Description

利用全球定位系统进行海拔高度的辅助动力单元功率补偿
技术领域
本公开总体上涉及调整运输动力系统的原动机的功率输出上限。更具体地说，本公开涉及用于调整运输动力系统的原动机的功率输出上限的系统和方法，例如，该运输动力系统可用于为运输气候控制系统(TCCS)供电。
背景技术
运输气候控制系统(TCCS)可以包括例如运输制冷系统(TRS)和/或制热、通风和空调(HVAC)系统。TRS通常用于控制运输单元(例如卡车、拖车、集装箱(诸如平板车上的集装箱、联运集装箱等)、箱式车、半挂牵引车、客车或其他类似的运输单元)的货物空间内的环境条件(例如温度、湿度、空气质量等)。TRS可以维持货物空间的环境条件，以维护货物(例如农产品、冷冻食品、药品等)。在一些实施例中，运输单元可以包括HVAC系统，以控制车辆乘客空间内的气候。
发明内容
本公开总体上涉及调整运输动力系统的原动机的功率输出上限。更具体地说，本公开涉及用于调整运输动力系统的原动机的功率输出上限的系统和方法，例如，该运输动力系统可用于为TCCS供电并且具有用于确定海拔高度的全球定位系统(GPS)接收器。
本文公开的实施例可以使用GPS接收器来推断运输动力系统的海拔高度(例如，在原动机运行之前的运输动力系统启动序列期间或在其他过程序列期间)。本文公开的实施例可以提供用于基于运输动力系统的海拔高度调整原动机的功率使用/限值的控制器。
应当理解，在一些实施例中，原动机(例如，柴油发动机、机械发动机和/或混合动力发动机等)不仅仅是电子发动机。此外，原动机可以不是用于运行车辆的原动机。也就是说，本文公开的原动机可以与用于运行车辆的原动机分离和/或独立。在一些应用中，当用于运行车辆的原动机运行时，本文公开的原动机(例如，运输动力系统的柴油发动机等)通常可以关闭，反之亦然。
在一个示例性实施例中，GPS接收器可以包含在辅助动力单元(APU)外部的盒子(例如，远程信息处理设备等)中，并且用作例如基于远程信息处理的数据记录设备运行。所述设备可配置为通过控制器局域网(CAN)与APU(例如，控制器、远程输入-输出设备、人机界面等)进行双向通信，允许数据在各个设备之间来回发送。GPS接收器可以向APU报告设备跟踪的纬度和经度数据，并向APU报告海拔高度数据。海拔高度数据可以用作APU控制方案的输入，以确定功率输出上限。TCCS的海拔高度范围可以从例如海平面到预定海拔高度(例如，海平面以上的预定海拔等)。
在一个示例性实施例中，在海平面，APU原动机可以在不违反排放法规(例如，不得超过(NTE)法规下的限值)的情况下生成第一最大功率输出(例如，单位为千瓦等)。在预定海拔高度，APU原动机可以在不违反排放法规的情况下生成低于第一最大功率输出的第二最大功率输出，因为当(APU的)原动机在较高海拔高度使用时，排放性能可能会降低。应当理解，如果没有确定海拔高度的能力，为了确保符合排放法规，预定海拔高度可能会被假定为默认海拔高度，这可能会导致APU性能下降。本文公开的实施例可以使用GPS接收器来推断运输动力系统的海拔高度，而无需改变系统设计的架构，从而降低成本并简化系统设计。
在一个实施例中，提供了一种运输动力系统。所述系统包括与车辆发动机分离的原动机；全球定位系统(GPS)接收器，所述全球定位系统(GPS)接收器被配置为接收GPS数据；以及控制器，所述控制器被配置为与所述原动机和所述GPS接收器通信。所述控制器被配置为基于所述GPS接收器接收的GPS数据确定所述运输动力系统相对于海平面的海拔高度，例如，在原动机运行之前的运输动力系统启动序列期间或其他过程序列期间；确定所述原动机的功率输出；基于确定的海拔高度调整所述原动机的功率输出上限；比较所述原动机的功率输出与调整后的功率输出上限；以及运行运输动力系统的原动机，使其不超过调整后的功率输出上限。
在一个实施例中，提供了一种用于控制运输动力系统运行的方法。所述方法包括由运输动力系统的控制器基于GPS接收器接收的全球定位系统(GPS)数据确定运输动力系统相对于海平面的海拔高度，例如在运输动力系统的原动机运行之前的运输动力系统启动序列期间或其他过程序列期间。原动机与用于运行车辆的车辆发动机分离且独立于车辆发动机。所述控制器被配置为与所述原动机和所述GPS接收器通信。所述方法还包括确定所述原动机的功率输出；由控制器根据确定的海拔高度调整所述原动机的功率输出上限；将原动机的功率输出与调整后的功率输出上限进行比较；以及由控制器运行运输动力系统的原动机，使其不超过调整后的功率输出上限。
通过考虑以下详细描述和附图，其他特征和方面将变得显而易见。
附图说明
参考形成本公开的一部分的附图，并且其示出了可以实践本说明书中描述的系统和方法的实施例。
图1A示出了根据一个实施例的带有多温度运输制冷系统(MTRS)的制冷运输单元的示意性横截面侧视图。
图1B示出了根据一个实施例的带有辅助动力单元的车辆的透视图。
图1C示出了根据一个实施例的带有前壁安装的车辆动力运输制冷单元的卡车的侧视图。
图2是根据一个实施例的带有排气系统的辅助动力单元的示意图。
图3是根据一个实施例的示例性运输动力控制系统的示意图。
图4是示出根据一个实施例的控制运输动力系统运行的方法的流程图。
贯穿全文，相同的附图标记表示相同的部件。
具体实施方式
本公开总体上涉及调整运输动力系统的原动机的功率输出上限。更具体地说，本公开涉及用于调整运输动力系统的原动机的功率输出上限的系统和方法，例如，该运输动力系统可用于为运输气候控制系统(TCCS)供电，并且具有用于确定海拔高度的GPS接收器。
应当理解，除非另有说明，本文所述的原动机是指运输动力系统的原动机(例如，辅助动力单元(APU)的原动机、TCCS的原动机等)，而非车辆原动机。也就是说，在一些实施例中，同一车辆上可以有两个或多个不同的柴油发动机：一个可以是用于驱动车辆的主/车辆(例如牵引车、卡车等)发动机，另一个可以是运输动力系统的辅助发动机(例如柴油动力压燃式发动机)。通常，当主/车辆发动机运行时，辅助发动机关闭，反之亦然。应当理解，在一些实施例中，由于排放法规可能不适用于电子原动机，因此电子原动机可能不适用于本文公开的实施例。本文公开的实施例可以针对辅助柴油动力压燃式发动机。
如本文所定义，短语“全球定位系统”或“GPS”可以指基于卫星的无线电导航系统。应当理解，GPS是全球导航卫星系统(GNSS)之一，它向GPS接收器提供地理位置和时间信息，并且不需要用户传输任何数据。GPS卫星可以从太空发射信号，每个GPS接收器可以使用这些信号确定其三维位置(纬度、经度和海拔高度)以及接收信号的当前时间。还应理解，GPS接收器可以指卫星导航装置、卫星导航设备或卫星导航接收器，其是可以使用一个或多个全球导航卫星系统(GNSS)来确定设备的地理位置的用户设备。
本文公开的实施例可适用于例如箱式卡车、自供电卡车、拖车、TRU等，或原动机独立于车辆原动机的双原动机系统。应当理解，系统部件的控制可以由控制器(例如，APU控制器、TCCS控制器等)执行。此外，本文描述的实施例也可适用于同时使用原动机和可充电储能系统(例如，电池)的混合动力系统。
图1A示出了用于TU 125的MTRS 100的一个实施例，该TU 125可由例如拖拉机(未示出)牵引。MTRS 100包括TRU 110和多个远程热交换器单元180。TRU 110和每个远程热交换器单元180在内部空间150的单独分区内提供气候控制(例如温度、湿度、空气质量等)。除其他部件外，TRU 110还可以包括制冷回路，该制冷回路连接例如压缩机、冷凝器、蒸发器和膨胀阀，以在内部空间150的至少一个分区内提供气候控制。每个远程热交换器单元180还可以连接到制冷回路，从而为内部空间150的特定分区152提供气候控制。
内部空间150被划分为多个分区152。术语“分区”是指内部空间150中由壁175隔开的一部分区域。在一些示例中，每个分区152可以维持一组独立于其他分区152的环境条件参数(例如温度、湿度、空气质量等)。请注意，在图1A中，内部空间150被划分为三个分区：第一分区152a；第二分区152b；以及第三分区152c图1A所示的每个分区152被划分为基本相等的面积。然而，应当认识到，内部空间150可以以适合于不同分区的环境控制的任何尺寸配置划分为任何数量的分区。
MTRS 100被配置为控制并维持每个分区152中单独的环境条件要求。MTRS 100包括制冷回路(未示出)，该制冷回路流体连接压缩机(未示出)、冷凝器(未示出)、主机单元111和多个远程热交换器单元180。TRU 110包括压缩机、冷凝器和主机单元111。多个远程热交换器单元180设置在TU 125中。制冷回路为第一、第二和第三分区152a-c中的每一个提供独立的气候控制。主机单元111为第一分区152a提供气候控制。第一远程热交换器单元180a设置在第二分区152b中，并为第二分区152b提供气候控制。第二远程热交换器单元180b设置在第三分区152c中，并为第三分区152c提供气候控制。主机单元111和远程热交换器单元180在本文中统称为热交换单元。应当理解，在其他实施例中，热交换单元的数量可以根据运输单元中的分区数量而变化。例如，在双分区TU中，MTRS可以包括用于为第一分区提供气候控制的主机单元和用于为第二分区提供气候控制的远程热交换器单元。
在一个实施例中，第一分区152a可以是冷冻温度分区，其运行以将温度设定点维持在冷冻温度范围内；第二分区152b和第三分区152c可以是保鲜温度分区，其运行以将温度设定点维持在保鲜温度范围内。在一个实施例中，例如，冷冻温度范围可以在约-25°F至约15°F之间，并且保鲜温度范围可以在约16°F至约90°F之间。在另一个实施例中，例如，冷冻温度范围可以在约-25°F至约24°F之间，并且保鲜温度范围可以在约26°F至约90°F之间。应当理解，在其他实施例中，第一、第二和第三分区152a-c中的任意一个都可以是运行以将温度设定点维持在保鲜温度范围内的保鲜温度分区，或者可以是运行以将温度设定点维持在冷冻温度范围内的冷冻温度分区。
MTRS 100还包括MTRS控制器170和一个或多个传感器(例如霍尔效应传感器、电流传感器等)，这些传感器配置为测量MTRS 100的一个或多个参数(例如，环境温度、压缩机吸气压力、压缩机排气压力、送风温度、回风温度、湿度等)，并将参数数据传送到MTRS控制器170。MTRS 100由电源模块112供电。TRU 110设置在TU 125的前壁130上。在其他实施例中，应当理解，TRU 110可以设置在例如TU 125的车顶126或其另一壁上。
在一些实施例中，MTRS 100可以包括底座单元113。在一些实施例中，底座单元113可以是TRU，其还可以在TU 125的内部空间150内提供环境控制(例如温度、湿度、空气质量等)。底座单元113可以与TRU 110组合工作以提供冗余，或者可以替换TRU 110。此外，在一些实施例中，底座单元113可以是电源模块，其包括例如可以帮助为TRU 110供电的发电机。
可编程MTRS控制器170可以包括单个集成控制单元，也可以包括TRS控制元件的分布式网络。给定网络中分布式控制元件的数量可以取决于本文描述的原理的特定应用。MTRS控制器170被配置为控制MTRS 100的运行。
如图1A所示，电源模块112设置在TRU 110中。在其他实施例中，电源模块112可以与TRU 110分离。此外，在一些实施例中，电源模块112可以包括设置在TRU 110内部或外部的两个或多个不同的电源。在一些实施例中，电源模块112可以包括原动机、电池、交流发电机、发电机、太阳能电池板、燃料电池等中的一个或多个。此外，原动机可以是内燃机或微型涡轮发动机，并且可以作为双速原动机、变速原动机等运行。在一些实施例中，可以提供用于确定海拔高度的GPS接收器。电源模块112可以为例如MTRS控制器170、压缩机(未示出)、多个直流(DC)组件(未示出)、电源管理单元(未示出)等供电。DC组件可以是MTRS 100的附件或组件，其需要直流电才能运行。DC组件的示例可以包括例如用于冷凝器风扇或蒸发器鼓风机的DC风扇电机(例如，电换向电机(ECM)、无刷直流电机(BLDC)等)、燃油泵、排水管加热器、电磁阀(例如，控制器脉冲控制阀)等。
电源模块112可以包括DC电源(未示出)，用于向多个DC组件(未示出)、电源管理单元(未示出)等提供DC电力。DC电源可以从例如公用电源(例如，市电等)、与发电机(例如，皮带驱动交流发电机、直驱发电机等)耦合的原动机(例如，内燃机，例如柴油发动机等)等接收机械能和/或电力。例如，在一些实施例中，柴油发动机产生的机械能通过发电机转换为电能。然后，通过例如双向电压转换器将通过皮带驱动交流发电机产生的电能转换为DC电力。双向电压转换器可以是双向多电池电压转换器。
内部空间150可划分为多个分区152。术语“分区”是指内部空间150中由壁175隔开的一部分区域。应当理解，本文公开的发明也可用于单个分区TRS。
TU 125的MTRS 100包括TRU 110和多个远程热交换器单元180。在一些实施例中，HVAC系统可由辅助动力单元(APU，参见图1B)提供动力(供电)。当TU 125的主原动机关闭时(例如，当驾驶员长时间停放TU 125休息时)，APU可以运行。例如，APU可以提供动力(或电力)来运行次级HVAC系统，从而为牵引车的舱室(未显示)提供调节后的空气。APU还可以提供电力来运行舱室内的舱室附件，例如电视、微波炉、咖啡机、冰箱等。APU可以是机械驱动的APU(例如，由原动机驱动)。
牵引车包括用于向牵引车、MTRS 100和/或TU 125的电气负载供电的车辆电气系统。
图1B示出了根据一个实施例的车辆10。车辆10是半挂牵引车，用于将存储在货舱(例如集装箱、拖车等)中的货物运输到一个或多个目的地。在下文中，术语“车辆”应用于表示所有此类牵引车和卡车，不应被解释为将本申请仅限于牵引车-拖车组合中的牵引车。在一些实施例中，车辆10可以是例如直列式卡车、厢式货车等。
车辆10包括主电源20、限定睡眠部分30和驾驶部分35的舱室25、APU 40和多个车辆附件组件45(例如，电子通信设备、舱室灯、主和/或次级HVAC系统、主和/或次级HVAC风扇、车辆10的车窗/挡风玻璃的遮阳板、舱室附件等)。舱室25可以通过驾驶员侧车门(未示出)和乘客侧车门32进入。舱室25可以包括主HVAC系统(未示出)和次级HVAC系统(未示出)，主HVAC系统可以被配置为在驾驶部分35内和可能的整个舱室25内提供调节后的空气，次级HVAC系统用于在舱室25的睡眠部分30内提供调节后的空气。舱室25还可以包括多个舱室附件(未示出)。舱室附件的示例可以包括例如冰箱、电视、视频游戏机、微波炉、设备充电站、持续气道正压通气(CPAP)机、咖啡机、用于向睡眠部分30提供调节后的空气的次级HVAC系统。
主电源20可以提供足够的电力来运行(例如，驱动)车辆10以及多个车辆附件组件45和舱室附件组件47中的任何一个。主电源20还可以向主HVAC系统和次级HVAC系统提供电力。在一些实施例中，主电源可以是原动机，例如内燃机(例如，柴油发动机等)。
当主电源20不可用时，APU 40是车辆10的辅助动力单元。例如，当主电源20不可用时，APU 40可以被配置为向车辆附件组件、舱室附件、主HVAC系统和次级HVAC系统中的一个或多个提供电力。在一些实施例中，APU 40可以是电动APU。在其他实施例中，APU 40可以是原动机驱动的APU。APU 40可以使用任何附接方法附接到车辆10。在一些实施例中，APU 40可以由车辆10的乘员(例如驾驶员或乘客)打开(即激活)或关闭(即停用)。APU 40通常不提供足够的电力来运行(例如，驱动)车辆10。APU 40可以由APU控制器41控制。在一些实施例中，可以提供用于确定海拔高度的GPS接收器。
图1C描绘了温控直列式卡车11，其包括用于载运货物的受调节的装载空间12。运输制冷单元(TRU)14安装在装载空间12的前壁16上。TRU 14通过控制器15控制，以提供装载空间12内的温度控制。卡车11还包括车辆动力舱18，其容纳卡车原动机21，例如内燃机(例如柴油发动机等)，其提供动力以移动卡车11。在一些实施例中，卡车原动机21可以与可选的机器22(例如交流发电机)组合工作。TRU 14包括原动机13。在一个实施例中，原动机13可以是内燃机(例如，柴油发动机等)，用于为TRU 14提供动力。在一些实施例中，可以提供用于确定海拔高度的GPS接收器。在一个实施例中，TRU 14包括车辆电气系统。此外，在一些实施例中，TRU 14可以由原动机13与电池电源组合或由可选的机器22供电。在一些实施例中，TRU 14也可以由卡车原动机21与电池电源组合或可选的机器22供电。
虽然图1C示出了温控直列式卡车11，但应当理解，本文所述的实施例也可以应用于任何其他类型的运输单元，包括但不限于厢式货车、集装箱(诸如平板车上的集装箱、联运集装箱等)、箱式车或其他类似运输单元。
图2是根据一个实施例的带有排气系统250的辅助动力单元(APU)238的示意图。如图2所示，排气系统250可连接至辅助动力单元238。在一个实施例中，所示的排气系统250可以包括控制模块254、可选的柴油颗粒过滤器(DPF)258(其可以包括过滤元件202、加热元件210和出口206)、可选的鼓风机262、可选的继电器218、可选的阀222、可选的压力传感器266、包括发光二极管239(LED)的控制开关270、包括第一LED 242和第二LED 245的系统指示器274、接触器214、排气管298和/或环境温度传感器278。控制模块254可以电耦合到辅助动力单元238的电子控制单元282(ECU)和排气系统250的其他组件，以接收、处理和传输来自这些部件的信息以及向这些部件传输信息。在一些实施例中，可选的压力传感器266可以是单个压力传感器，例如绝对压力传感器(而非表压传感器)，并且可以被配置为感测能够产生不受大气压或天气影响的读数的绝对压力。在一个示例实施例中，系统250不包括DPF或压力传感器。
应当理解，本文所述的控制可以由控制器(例如，控制模块254、图1A和图1C的运输制冷单元/系统的控制器、图1B的APU的控制器等)执行。控制器可以通过例如无线或有线连接来连接和控制组件。控制模块254还可以连接到车辆(参见图1B中的车辆10)的点火装置286，以便控制模块254接收来自车辆10的原动机(参见图1B中的原动机20)的状态信息。在所示的构造中，控制模块254可以是小型发动机控制模块(SECM)，其与辅助动力单元238的原动机(例如柴油发动机等)246兼容。原动机246可以是例如APU的原动机、图1A和1C中的运输制冷单元/系统的原动机等。在一些实施例中，原动机246与用于运行车辆的原动机分离。控制模块254从辅助动力单元238接收点火和发动机运行状态，以便控制模块254可以监测辅助动力单元239何时以及以何种强度运行。控制模块254还可操作以通过继电器290、294向ECU282发送信号，以中断和/或关闭辅助动力单元238的运行。
环境温度传感器278可以电连接到控制模块254，并安装到车辆10的车架或车身上(参见图1B)。在所示的构造中，温度传感器278可以是热敏电阻或其他合适的温度感测传感器。温度传感器278可以监测环境的温度，并将指示测量的温度的信号输出至控制模块254。
应当理解，APU 238或TRU或TCCS可以包括传感器(例如，温度、压力、湿度、运动、电压、电流、电池状态、电池充电水平等)，或者APU 238或TRU或TCCS可以与货物相关或嵌入货物中的传感器通信。APU 238或TRU或TCCS的控制器254可以获取传感器感测到的数据，并控制TCCS或APU 238的组件(例如原动机246)的设置。在一个实施例中，APU 238的原动机246可以是内燃机(例如，柴油发动机等)。APU 238可配置为提供电力以运行多个舱室附件，例如冰箱、电视、视频游戏机、微波炉、设备充电站、持续气道正压通气(CPAP)机、咖啡机、用于向舱室的睡眠部分提供调节后的空气的次级HVAC系统(其独立于主HVAC系统和/或附加于主HVAC系统)。主HVAC系统和/或次级HVAC系统均可以包括压缩机(未示出)。
图3是根据一个实施例的示例性运输动力控制系统300的示意图。
在一个实施例中，系统300包括子系统330。子系统330可以是(APU的)APU控制系统，包括控制器350、人机界面(HMI)设备340和/或输入-输出设备360。APU可以是图1B中的APU 40、图2中的APU 238等。控制器350可以是图1B中的控制器41、图2中的控制器254等。在一个实施例中，控制器350可以是主控制器。在一个实施例中，输入-输出设备360可以是远程控制器(例如，与主控制器分离和/或独立于主控制器)，其被配置为执行来自控制器350的命令或指令。
在一个实施例中，HMI设备340可以设置在舱室内，例如图1B中的舱室25。HMI设备340可以被配置为允许用户(例如，驾驶员、操作员等)配置、设置和/或向子系统330输入指令、配置、参数、运行模式等。HMI设备340还可以被配置为显示来自子系统330的数据(例如，当前配置、运行模式、参数等)。
在一个实施例中，系统300包括GPS接收器。GPS接收器可以包含在远程信息处理设备320中。在一个实施例中，GPS接收器可以是远程信息处理设备320或远程信息处理装置320的组成部分。在另一个实施例中，GPS接收器可以是独立于远程信息处理设备320的设备。GPS接收器被配置为接收来自卫星310(例如，GPS卫星)的信号，以确定GPS接收器的纬度、经度和海拔高度。
在一个实施例中，远程信息处理设备320可以是基于远程信息处理的数据记录设备，其被配置为例如接收和存储数据，例如APU或TCCS的运行、APU或TCCS组件的参数和/或统计数据，如运行模式(制冷、制热等)、原动机的运行参数(如原动机的冷却液温度和原动机的每分钟转数(RPM))、和/或APU或TCCS的其他运行参数。在一个实施例中，远程信息处理设备320可以从APU或TCCS的其他组件接收数据，将数据存储在远程信息处理设备320的存储器中，并通过无线通信将数据上传到云端。在一个实施例中，远程信息处理设备320设置在舱室外部，例如图1B的舱室25，以便更好地与云端或GPS卫星310通信。在一个实施例中，远程信息处理设备320被设置在APU或TCCS的外部。
在一个实施例中，诸如远程信息处理设备320、HMI设备340、远程控制器360以及控制器350之类的组件可以通过诸如有线控制器局域网络(CAN)之类的通信总线相互通信。在CAN上，组件可以向CAN广播数据和/或控制，其他组件可以接收这些数据和控制。例如，HMI设备340可以将用户的输入传输或广播到CAN、远程信息处理设备320可以将位置数据(例如纬度、经度、海拔高度和当前时间)传输或广播到CAN、控制器350可以将控制参数(用于控制或配置APU、TCCS等的其他组件)传输或广播到CAN、远程控制器360可以将原动机的传感器数据和/或输出传输或广播到CAN。在一个实施例中，诸如远程信息处理设备320、HMI设备340、远程控制器360和控制器350之类的组件可以从CAN接收与该组件对应的数据。例如，远程控制器360可以将原动机的数据(例如RPM、冷却液温度等)传输或广播到CAN；控制器350可以从CAN接收此类数据，并根据内部控制逻辑基于此类数据做出决策，然后将决策以命令的形式传输或广播回CAN，以供远程控制器360遵循或执行。
在一个实施例中，GPS接收器(例如，位于远程信息处理设备320内)接收来自卫星310的数据或信号，以确定接收数据或信号的纬度、经度、海拔高度和当前时间。然后，GPS接收器(或远程信息处理设备320)将纬度、经度、海拔高度和/或当前时间传输或广播到CAN。控制器350(作为数据消费者)从CAN接收或读取海拔高度数据。
在一个实施例中，控制器350被配置为基于海拔高度与APU的原动机的功率输出上限之间的预定相关性来确定APU原动机的功率输出上限。应当理解，不同的海拔高度可以对应于不同的功率输出上限。在一个实施例中，控制器350被配置为做出关于要启用或禁用的(APU或TCCS的)功率消耗(耗电)设备的控制决策，以满足功率输出上限要求和/或优化APU的原动机的功率输出，使得APU的原动机的功率输出可以最大化，同时仍不超过功率输出上限。然后，控制器350将此类控制决策(例如，以启用和/或禁用命令的形式)传输或广播到CAN，并且远程控制器360被配置为接收或读取此类命令。远程控制器360被配置为执行此类命令，以启用和/或禁用(APU或TCCS的)功率消耗设备，从而使APU的原动机的功率输出保持在功率输出上限内。应当理解，上述过程可以连续重新运行，以确保持续遵守功率输出上限(即APU的原动机的功率输出不超过功率输出上限)。
图4是示出根据一个实施例的控制运输动力系统(例如，APU、TCCS等)运行的方法400的流程图。
应当理解，除非另有说明，本文公开的方法400可以由控制器(例如，图1A和图1C的运输制冷单元/系统的控制器、图1B的APU的控制器、图2的控制模块、图3的控制器或任何合适的处理器)执行。控制器可以包括处理器、存储器和/或通信端口，以与例如TCCS或APU的其他组件，或与位于TCCS或APU或货物负载附近的设备或系统进行通信。控制器可以使用例如电力线通信、脉冲宽度调制(PWM)通信、本地互联网络(LIN)通信、控制器局域网络(CAN)通信等，以及使用任何合适的通信(包括有线和/或无线、模拟和/或数字通信)与其他组件进行通信。在一个实施例中，通信可以包括通过TCCS或APU的远程信息处理(例如，图3中的远程信息处理设备320)进行的通信，TCCS或APU可以包括该远程信息处理，或者该远程信息处理可以通信连接到TCCS(例如，远程信息处理设备、移动电话、车辆通信系统等)。TCCS或APU可以包括传感器(例如，温度、压力、湿度、运动、电压、电流、电池状态、电池充电水平等)，或者TCCS或APU可以与货物相关联或嵌入货物中的传感器通信。控制器可以获取传感器感测到的数据，并控制TCCS或APU的组件(例如，原动机246)的设置。
应当理解，方法400可以包括一个或多个由一个或多个模块描述的操作、动作或功能。虽然图中所示为离散模块，但可以根据所需实现，各种模块被划分为附加模块、组合成更少的模块或被消除。方法400在410处开始。
在410(接收GPS数据)处，控制器被配置为确定是否存在GPS接收器。当存在GPS接收器时，GPS接收器被配置为从卫星接收GPS数据(GPS接收器的纬度、经度和/或海拔高度；接收GPS数据的当前时间等)。GPS接收器配置为将GPS数据传输或广播到CAN。控制器配置为从CAN接收或读取GPS数据(例如，GPS接收器或系统相对于海平面的海拔高度)。当不存在GPS接收器时，在410处不采取任何行动。方法400前进到420。
在420(确定海拔高度)处，控制器被配置为基于接收到的GPS数据(如果存在GPS接收器)确定运输动力系统的海拔高度。应当理解，420的过程(例如，在第一次迭代中)可以例如在运输动力系统的原动机运行之前的运输动力系统的启动序列期间或在其他过程序列期间执行。还应理解的是，420的过程(例如，在除了第一次迭代之外的迭代中)可以在运输动力系统的原动机运行期间执行。如果不存在GPS传感器，则控制器被配置为确定是否存在压力传感器，并基于压力数据(例如，绝对压力数据(例如，由图2中的压力传感器266测量)，其可以是海拔高度的函数)确定运输动力系统的海拔高度。例如，控制器可以根据感测到的绝对压力(例如，通过查找表等)确定或推断海拔高度。如果不存在压力传感器，则控制器被配置为使用预定海拔高度(例如，海平面以上5500英尺海拔等)来确定海拔高度。
应当理解，当用于运行车辆的原动机运行时，本文公开的原动机(例如，运输动力系统的柴油发动机等)通常可以关闭；并且当本文公开的原动机运行时，用于运行车辆的原动机可以关闭。也就是说，在(运输动力系统的或运输动力系统的原动机的)启动序列期间或在其他过程序列期间，用于运行车辆的原动机关闭，车辆处于静止状态，并且车辆(和运输动力系统)的海拔高度在例如运输动力系统或运输动力系统的原动机运行的整个时间段内不改变(即，保持恒定)。启动序列可以称为或定义为初始化运输动力系统并准备启动运输动力系统的原动机(即，在运输动力系统的原动机运行之前)的一系列动作。在启动序列期间，运输动力系统的APU的原动机通常尚未启动。方法400前进到430。
在430(调整功率输出限值)处，控制器被配置为基于在420处确定的海拔高度来调整运输动力系统的原动机的功率输出上限。
应当理解，运输动力系统和运输动力系统的原动机可能受到排放法规的约束。例如，排放法规之一是不得超过(NTE，限制用于排放的功率输出的法规阈值)限值。NTE限值可以是运输动力系统或运输动力系统原动机不允许超过的功率水平，因为超过该功率水平，原动机的排放可能过高而无法满足法规要求。在一个实施例中，对于特定的运输动力系统，经环境保护署(EPA)认证的双缸柴油发动机可以是全功率(例如，100％功率)发动机，并且可以用作运输动力系统的原动机，但NTE限值在一定海拔高度下可以为降额功率。这两个值之间存在差异的原因是，随着运输动力系统的原动机(发动机)在较高的海拔高度使用，排放性能可能会降低。NTE值可以是原动机在第一海拔高度(例如，海平面以上5500英尺或约5500英尺)的功率限值(例如，功率输出上限)。如果没有海拔高度感测能力(例如，没有传感器来检测或推断海拔高度)，则可能必须做出假设(运输动力系统/车辆始终处于第一海拔高度)，以使NTE处于或低于降额功率水平，以避免潜在地违反排放法规。也就是说，运输动力系统(或运输动力系统的原动机)可能未得到充分利用，例如，在低于第一海拔高度的海拔高度，此处的排放性能可能会比第一海拔高度处的排放性能有所提高。
为了解决未充分利用的问题，在420处确定的海拔高度可以用于控制器来调整运输动力系统的原动机的功率输出上限(例如，NTE限值)。例如，在第一高度(例如，海平面以上5500英尺或约5500英尺)，运输动力系统的原动机的功率输出上限(例如，功率限值或NTE限值)可以处于降额功率，以满足某些排放法规要求。随着原动机在较高的海拔高度使用，排放性能下降。也就是说，当原动机在较低的海拔高度使用时，排放性能会提高。例如，当运输动力系统/车辆的海拔高度从第一海拔高度降低时，运输动力系统的原动机的排放性能提高，并且运输动力系统的原动机的功率输出上限(例如，功率限值或NTE限值)可以大于降额功率(例如，高达原动机在海平面全功率下的最大能力)，以满足相同的排放法规要求。
在一个实施例中，为了满足相同的排放法规要求，当运输动力系统的海拔高度降低时，控制器可以提高运输动力系统的原动机的功率输出上限(例如，NTE限值)(例如，高达原动机的最大能力)；并且当运输动力系统的海拔高度升高时，控制器可以降低运输动力系统的原动机的功率输出上限(例如，NTE限值)。
应当理解，控制器可以根据海拔高度确定运输动力系统的原动机的功率输出上限(例如，NTE限值)，例如使用海拔高度与功率关系曲线或映射，和/或使用查找表等，以便控制器可以将运输动力系统的允许功率控制在限值水平以下或以内(即将限值设置为运输动力系统可以运行的最大功率)。该曲线或映射可以基于制造规范、实验结果、模拟等。
应当理解，由于本文公开的海拔高度特征，可以使用运输动力系统的原动机的额外功率，从而允许利用例如额外的冷却功率或电池充电功率，而在没有海拔高度特征的情况下，可能需要管理和降低其功率消耗。方法400前进到440。
在440(在限值内运行APU)处，控制器被配置为控制运输动力系统(TPS)的原动机的运行或运输动力系统的运行，使得运输动力系统的原动机的功率输出或运输动力系统的功率输出不超过功率输出上限(例如，在430处调整后的/增加后的/减少后的)。
应当理解，海拔高度越高，空气密度越小，总排气阻力越小，颗粒物增加，允许功率(即功率输出限值)可能必须降低(因为更大的功率与更高的颗粒物相关)。例如，在第一海拔高度(例如，海平面以上5500英尺或约5500英尺)，控制器可以确定APU的原动机的功率输出上限(例如，5.2千瓦)。当海拔高度降低(从第一海拔高度)时，控制器可以提高APU的原动机在相同运行条件下的功率输出上限(例如，提高到大于5.2千瓦的数值)。在另一海拔高度(例如，海平面或海平面附近)，控制器可以根据该海拔高度确定APU的原动机在APU的相同运行条件下的功率输出上限(例如，6.7千瓦)。当海拔高度升高(从该海拔高度开始)时，控制器可以降低APU在相同运行条件下的功率输出上限。例如，对于运输动力系统的原动机在海平面的功率输出为3千瓦或约3千瓦的情况，与在某个海拔高度(高于海平面)的3千瓦相比，在该海拔高度的颗粒物可能比在海平面更多。因此，在该海拔高度，如果要限制颗粒物(排放)，则与在海平面相比，需要降低运输动力系统的允许功率输出(例如，运输动力系统的原动机的允许功率输出)。
在一个示例性实施例中，在运输动力系统的原动机启动序列期间或其他过程序列期间，可以使用GPS接收器确定运输动力系统的海拔高度(例如，基于在410处接收到的GPS数据)，其可以用于改变运输动力系统的功率输出上限(例如，允许功率使用超过降额功率)。
应当理解，当APU或TCCS的原动机输出的功率小于功率输出上限时，APU或TCCS的原动机可以产生更多的功率输出(并且可以实现APU或TCCS的优化性能)，并且主控制器(和/或远程控制器)可以启用APU或TCCS的一个或多个功率消耗设备(例如，舱室附件；次级HVAC系统，如压缩机、交流发电机等)。当APU或TCCS的原动机输出的功率大于功率输出上限时，APU或TCCS的原动机可以产生更少的功率输出(以使功率输出不超过功率输出上限)，并且主控制器(和/或远程控制器)可以禁用APU或TCCS的一个或多个功率消耗设备(例如，舱室附件、次级HVAC系统等)。当APU或TCCS的原动机输出的功率等于功率输出上限时，不采取关于APU或TCCS的原动机产生功率输出的动作。
方法400从440返回到410进行下一次迭代，使得方法400的过程可以连续重新运行，以确保持续遵守与确定的海拔高度相对应的功率输出上限。
方面：
应当理解，这些方面中的任何一个方面都可以彼此组合。
方面1、一种运输动力系统，包括：原动机，所述原动机与用于运行车辆的车辆发动机分离且独立于所述车辆发动机；全球定位系统(GPS)接收器，所述GPS接收器被配置为接收GPS数据；以及控制器，所述控制器被配置为与所述原动机和所述GPS接收器通信，其中所述控制器被配置为：在所述原动机运行之前的运输动力系统启动序列期间或其他过程序列期间，基于所述GPS接收器接收的GPS数据确定所述运输动力系统相对于海平面的海拔高度；确定所述原动机的功率输出；基于确定的海拔高度调整所述原动机的功率输出上限；比较所述原动机的功率输出与调整后的功率输出上限；以及运行所述运输动力系统的原动机，使其不超过调整后的功率输出上限。
方面2、根据方面1所述的运输动力系统，其中，所述原动机是辅助动力单元的柴油发动机。
方面3、根据方面1或方面2所述的运输动力系统，还包括：远程信息处理设备，所述远程信息处理设备设置在所述运输动力系统的原动机外部，其中所述远程信息处理设备包括所述GPS接收器，并且所述控制器被配置为经由控制器局域网络与所述远程信息处理设备通信。
方面4、根据方面3所述的运输动力系统，其中，所述远程信息处理设备是数据记录器。
方面5、根据方面1-4中任一方面所述的运输动力系统，其中所述控制器还被配置为：将确定的海拔高度与海拔高度阈值进行比较；和当所述确定的海拔高度小于所述海拔高度阈值时，增加所述原动机的功率输出上限。
方面6、根据方面1-5中任一方面所述的运输动力系统，还包括：人机界面，所述人机界面被配置为接收用户输入；和远程输入-输出设备，所述远程输入-输出设备被配置为基于所述原动机的功率输出启用或禁用功率消耗组件。
方面7、根据方面6所述的运输动力系统，其中，所述控制器、所述人机界面、所述远程输入-输出设备、以及所述GPS接收器被配置为通过控制器局域网络相互通信。
方面8、一种控制运输动力系统运行的方法，所述方法包括：在所述运输动力系统的原动机运行之前的运输动力系统启动序列期间或其他过程序列期间，由所述运输动力系统的控制器基于GPS接收器接收的全球定位系统(GPS)数据确定所述运输动力系统相对于海平面的海拔高度，所述原动机与用于运行车辆的车辆发动机分离且独立于所述车辆发动机，所述控制器被配置为与所述原动机和所述GPS接收器通信；确定所述原动机的功率输出；由控制器根据确定的海拔高度调整所述原动机的功率输出上限；将原动机的功率输出与调整后的功率输出上限进行比较；以及由控制器运行所述运输动力系统的原动机，使其不超过调整后的功率输出上限。
方面9、根据方面8所述的方法，其中，所述原动机是辅助动力单元的柴油发动机。
方面10、根据方面8或方面9所述的方法，还包括：所述控制器经由控制器局域网络与设置在所述运输动力系统的原动机外部的远程信息处理设备进行通信，其中所述远程信息处理设备包括所述GPS接收器。
方面11、根据方面10所述的方法，其中，所述远程信息处理设备是数据记录器。
方面12、根据方面8-11中任一方面所述的方法，还包括：将确定的海拔高度与海拔高度阈值进行比较；和当所述确定的海拔高度小于所述海拔高度阈值时，增加所述原动机的功率输出上限。
方面13、根据方面8-12中任一方面所述的方法，还包括：人机界面接收用户输入；和远程输入-输出设备基于所述原动机的功率输出启用或禁用功率消耗组件。
方面14、根据方面13所述的方法，还包括：所述控制器、所述人机界面、所述远程输入-输出设备和所述GPS接收器经由控制器局域网络相互通信。
在本说明书中使用的术语旨在描述特定实施例，而不旨在进行限制。除非另外明确指出，否则术语“一”、“一个”和“该”也包括复数形式。当在本说明书中使用术语“包括”和/或“包含”时指定存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或增加一个或多个其他更多特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件。
关于前面的描述，应当理解，可以在不脱离本公开的范围的情况下，特别是在所采用的建筑材料以及部件的形状、尺寸和布置方面进行详细的改变。本说明书和所描述的实施例仅是示例性的，本公开的真实范围和精神由所附权利要求指示。

Claims (14)

1.一种运输动力系统，其特征在于，包括：
原动机，所述原动机与用于运行车辆的车辆发动机分离且独立于所述车辆发动机；
全球定位系统(GPS)接收器，所述全球定位系统(GPS)接收器被配置为接收GPS数据；以及
控制器，所述控制器被配置为与所述原动机和所述GPS接收器通信，
其中，所述控制器被配置为：
基于所述GPS接收器接收的所述GPS数据，确定所述运输动力系统相对于海平面的海拔高度；
确定所述原动机的功率输出；
基于确定的海拔高度调整所述原动机的功率输出上限；
比较所述原动机的功率输出和调整后的功率输出上限；以及
运行所述运输动力系统的所述原动机，使其不超过所述调整后的功率输出上限。
2.根据权利要求1所述的运输动力系统，其特征在于，所述原动机是辅助动力单元的柴油发动机。
3.根据权利要求1所述的运输动力系统，其特征在于，还包括：
远程信息处理设备，所述远程信息处理设备设置在所述运输动力系统的原动机外部，
其中所述远程信息处理设备包括所述GPS接收器，并且所述控制器被配置为经由控制器局域网络与所述远程信息处理设备通信。
4.根据权利要求3所述的运输动力系统，其特征在于，所述远程信息处理设备是数据记录器。
5.根据权利要求1-4任一项所述的运输动力系统，其特征在于，所述控制器还被配置为：
将确定的海拔高度与海拔高度阈值进行比较；和
当所述确定的海拔高度小于所述海拔高度阈值时，增加所述原动机的功率输出上限。
6.根据权利要求1-4任一项所述的运输动力系统，其特征在于，还包括：
人机界面，所述人机界面被配置为接收用户输入；和
远程输入-输出设备，所述远程输入-输出设备被配置为基于所述原动机的功率输出启用或禁用功率消耗组件。
7.根据权利要求6所述的运输动力系统，其特征在于，所述控制器、所述人机界面、所述远程输入-输出设备、以及所述GPS接收器被配置为通过控制器局域网络相互通信。
8.一种用于控制运输动力系统运行的方法，其特征在于，所述方法包括：
由所述运输动力系统的控制器根据GPS接收器接收的全球定位系统(GPS)数据确定所述运输动力系统相对于海平面的海拔高度，原动机与用于运行车辆的车辆发动机分离且独立于所述车辆发动机，所述控制器被配置为与所述原动机和所述GPS接收器通信，
确定所述原动机的功率输出；
由控制器根据确定的海拔高度调整所述原动机的功率输出上限；
将所述原动机的功率输出和调整后的功率输出上限进行比较；以及
由控制器运行所述运输动力系统的所述原动机，使其不超过所述调整后的功率输出上限。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述原动机是辅助动力单元的柴油发动机。
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，还包括：
所述控制器经由控制器局域网络与设置在所述运输动力系统的原动机外部的远程信息处理设备进行通信，
其中所述远程信息处理设备包括所述GPS接收器。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述远程信息处理设备是数据记录器。
12.根据权利要求8-11任一项所述的方法，其特征在于，还包括：
将确定的海拔高度与海拔高度阈值进行比较；和
当所述确定的海拔高度小于所述海拔高度阈值时，增加所述原动机的功率输出上限。
13.根据权利要求8-11任一项所述的方法，其特征在于，还包括：
人机界面接收用户输入；和
远程输入-输出设备基于所述原动机的功率输出启用或禁用功率消耗组件。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，还包括：
所述控制器、所述人机界面、所述远程输入-输出设备和所述GPS接收器经由控制器局域网络相互通信。
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