CN112004998B - 排放背压和温度监测的运输制冷单元 - Google Patents

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Abstract

提供一种运输制冷单元(TRU)且其包括：功率生成单元；催化元件；管状元件，该管状元件流体地介于功率生成单元与催化元件之间；以及控制系统。控制系统设置和配置成根据感测到的在功率生成单元与催化元件之间的流体流的特性的读数来控制功率生成单元的操作。

Description

排放背压和温度监测的运输制冷单元
技术领域
以下描述涉及运输制冷单元(TRU)，且更特别地涉及监测排放背压和温度的TRU。
背景技术
安装在TRU内的发动机必须符合发动机制造者的规格(specification)。这些规格包括排放背压的规格。在预期或可预测范围内的排放背压导致正确或适当的发动机运行操作。在另一方面，破损或损坏的排放系统可生成在预期范围外的背压且可导致故障的发动机操作，诸如，其中排放气体温度指示TRU内的过热情况和潜在热事件的那些。
发明内容
根据本公开内容的方面，提供一种运输制冷单元(TRU)且其包括：功率生成单元；催化元件；管状元件，该管状元件流体地介于功率生成单元与催化元件之间；以及控制系统。控制系统设置和配置成根据感测到的在功率生成单元与催化元件之间的流体流的特性的读数来控制功率生成单元的操作。
根据额外或备选的实施例，功率生成单元包括发动机和排放歧管，发动机内的燃烧产物流过该排放歧管。
根据额外或备选的实施例，控制系统包括：传感器阵列，该传感器阵列可操作地设置在管状元件上，该传感器阵列流体地介于功率生成单元与催化元件之间，以感测其中的流体流的特性；以及控制单元，该控制单元设置成与传感器阵列信号通信且配置成根据由传感器阵列生成的感测到的特性的读数来控制功率生成单元的操作。
根据额外或备选的实施例，传感器阵列包括：背压传感器，该背压传感器设置和配置成感测流体流的背压；以及温度传感器，该温度传感器设置和配置成感测流体流的温度。背压传感器设置在温度传感器的上游。
根据额外或备选的实施例，控制单元配置成将读数与规格比较，生成待由功率生成单元采取以便将读数调整到读数与规格相差在一定范围内的动作，且根据该动作向功率生成单元发布命令。
根据额外或备选的实施例，规格包括流体流的背压和温度的相应范围。
根据额外或备选的实施例，TRU还包括：下游排放系统；下游管状元件，该下游管状元件流体地介于催化元件与下游排放系统之间；以及下游传感器阵列，该下游传感器阵列可操作地设置在下游管状元件上，以感测其中的下游流体流的额外特性。控制单元设置成与下游传感器阵列信号通信，且还配置成根据由下游传感器阵列生成的感测到的额外特性的读数来控制功率生成单元的操作。
根据额外或备选的实施例，下游传感器阵列包括温度传感器，该温度传感器设置和配置成感测下游流体流的温度。
根据本公开内容的方面，提供一种运输制冷单元(TRU)且其包括：功率生成单元；催化元件；管状元件，该管状元件流体地介于功率生成单元与催化元件之间；传感器阵列，该传感器阵列可操作地设置在管状元件上，以感测其中的流体流的特性；以及控制单元。控制单元设置成与传感器阵列信号通信，且配置成根据由传感器阵列生成的感测到的特性的读数来控制功率生成单元的操作。
根据额外或备选的实施例，功率生成单元包括发动机和排放歧管，发动机内的燃烧产物流过该排放歧管。
根据额外或备选的实施例，传感器阵列包括：背压传感器，该背压传感器设置和配置成感测流体流的背压；以及温度传感器，该温度传感器设置和配置成感测流体流的温度。背压传感器设置在温度传感器的上游。
根据额外或备选的实施例，控制单元配置成将读数与规格比较，生成待由功率生成单元采取以便将读数调整到读数与规格相差在一定范围内的动作，且根据该动作向功率生成单元发布命令。
根据额外或备选的实施例，规格包括流体流的背压和温度的相应范围。
根据额外或备选的实施例，TRU还包括：下游排放系统；下游管状元件，该下游管状元件流体地介于催化元件与下游排放系统之间；以及下游传感器阵列，该下游传感器阵列可操作地设置在下游管状元件上，以感测其中的下游流体流的额外特性。控制单元设置成与下游传感器阵列信号通信，且还配置成根据由下游传感器阵列生成的感测到的额外特性的读数来控制功率生成单元的操作。
根据额外或备选的实施例，下游传感器阵列包括温度传感器，该温度传感器设置和配置成感测下游流体流的温度。
根据本公开内容的方面，提供一种操作运输制冷单元(TRU)的方法。方法包括使燃烧产物在功率生成单元与催化元件之间流动，感测在功率生成单元与催化元件之间的燃烧产物的流体流的特性，以及根据感测到的流体流的特性来控制功率生成单元的操作。
根据额外或备选的实施例，感测包括背压和温度感测，且控制包括将流体流的背压和温度与规格比较，生成待由功率生成单元采取以便将背压和温度调整到背压和温度与规格相差在一定范围内的动作，以及根据该动作向功率生成单元发布命令。
根据额外或备选的实施例，方法还包括在由功率生成单元采取动作之后验证背压和温度与规格一致，改进(refine)待由功率生成单元采取以便重新调整背压和温度的动作，以及根据改进的动作向功率生成单元重新发布命令。
根据额外或备选的实施例，方法还包括使燃烧产物在催化元件与下游排放系统之间流动，感测还包括感测在催化元件与下游排放系统之间的燃烧产物的下游流体流的温度，且控制包括将下游流体流的温度与规格比较，生成待由功率生成单元采取以便将温度调整到温度与规格相差在一定范围内的动作，以及根据该动作向功率生成单元发布命令。
根据额外或备选的实施例，方法还包括在由功率生成单元采取动作之后验证温度与规格一致，改进待由功率生成单元采取以便重新调整温度的动作，以及根据改进的动作向功率生成单元重新发布命令。
根据连同图进行的以下描述，这些及其它的优点和特征将变得更明显。
附图说明
被认为是本公开内容的主题在说明书的结论处在权利要求书中特别地指出且明确地要求保护。根据连同附图进行的以下详细描述，本公开内容的前述及其它的特征和优点是明显的，附图中：
图1是根据实施例的运输制冷单元(TRU)的示意图；
图2是根据实施例的图1的TRU的控制单元的示意图；
图3是示出根据实施例的操作运输制冷单元(TRU)的方法的流程图；以及
图4是示出根据实施例的操作运输制冷单元(TRU)的另外方法的流程图。
根据连同图进行的以下描述，这些及其它的优点和特征将变得更明显。
具体实施方式
如下文将描述的，TRU排放系统包括背压传感器以及至少一个或多个温度传感器。背压传感器和温度传感器安装在排放歧管与消声器之间，且链接到TRU计算机或控制器。因此，TRU计算机或控制器能够监测排放压力和温度，且保证关于每者的实时值符合发动机制造者的规格。在超压或超温的情况下，TRU计算机或控制器可减小发动机负载。TRU计算机或控制器还可警告用户发生了该事件，且使相关联的系统配置成进入到“缓行返程”故障模式中。
参照图1，提供TRU 10且其包括：功率生成单元20；催化元件30；管状元件40，该管状元件40流体地介于功率生成单元20与催化元件30之间；传感器阵列50；以及控制单元60。
功率生成单元20可包括发动机，或更特别地TRU发动机21和排放歧管22。TRU发动机21构造成接收空气和燃料，以混合空气和燃料且燃烧空气和燃料以生成高压和高温燃烧产物。一旦在TRU发动机21中生成，燃烧产物流过与TRU发动机21相邻设置的排放歧管22。催化元件30可设为能够催化燃烧产物的任何系统或装置，且还可设在消声器或另一合适的装置内。管状元件40在其上游端41处联接到排放歧管22且在其下游端42处联接到催化元件30，且形成为限定从排放歧管22到催化元件30的流径，在流体从排放歧管22流向催化元件30时TRU发动机21中的燃烧产物可通过该流径来流动。
传感器阵列50可操作地设置在管状元件40上，以感测管状元件40中的流体流的特性。根据实施例，传感器阵列50可包括：温度传感器51，该温度传感器51设置和配置成感测流体流中的燃烧产物的温度；以及背压传感器52，该背压传感器52设置在该温度传感器51的上游，且设置和配置成感测流体流中的燃烧产物的背压。
控制单元60设置成与传感器阵列50有线或无线信号通信，且配置成根据由传感器阵列50生成的感测到的特性(例如，流体流中的燃烧产物的背压和温度)的读数来控制功率生成单元20的操作。控制单元60可包括：TRU发动机控制单元61，其配置成控制TRU发动机21和排放歧管22的各种操作；以及TRU计算机62。TRU发动机控制单元61和TRU计算机62可设为相同控制元件的构件或可设为独立构件。
在任何情况下，TRU发动机控制单元61和TRU计算机62在闭环控制系统中协同控制功率生成单元20的操作。例如，TRU计算机62从传感器阵列50接收感测到的特性的读数，且配置成将读数与规格(诸如，由制造者生成或开发的发动机或TRU发动机规格)比较，且生成待由功率生成单元20采取以便将读数调整到读数与规格相差在一定范围内的动作。TRU计算机62还配置成关于待由功率生成单元20采取的所生成的动作来指示TRU发动机控制单元61，且TRU发动机控制单元61配置成接收此类指令且根据该动作向功率生成单元20发布命令。
根据实施例，规格(诸如发动机或TRU发动机的规格)可包括燃烧产物的流体流的背压范围和温度范围，且可取决于TRU发动机21的容量、当前的大气或周围状况以及当前的发动机负载或基于其可变。
根据另外的实施例，在一定程度上，从传感器阵列50接收的感测到的特性的读数指示在相应范围外(即，更高或更低)的背压或温度，该读数可指示功率生成单元20内的失灵或故障。另外，此类读数可指示催化元件30由于过高或过低的压力或者过高或过低的温度的流体的流入而造成工作不当。在任一情况下，控制单元60然后负责确定问题当前有效且有效地采取动作以解决或减轻该问题。
根据另外的实施例，TRU 10还可包括：下游排放系统70；下游管状元件80，该下游管状元件80流体地介于催化元件30与下游排放系统70之间；以及下游传感器阵列90。下游管状元件80在其上游端81处联接到催化元件30且在其下游端82处联接到下游排放系统70，且形成为限定从催化元件30到下游排放系统70的流径，在下游流体从催化元件30流向下游排放系统70时燃烧产物可通过该流径来流动。
下游传感器阵列90可操作地设置在下游管状元件80上，以感测下游管状元件80中的下游流体流的额外特性。根据实施例，下游传感器阵列90可包括下游温度传感器91，该下游温度传感器91设置和配置成感测下游流体流中的燃烧产物的温度。这里，控制单元60设置成与下游传感器阵列90有线或无线信号通信，且还配置成如上文描述的那样并根据由下游传感器阵列90生成的感测到的额外特性的读数来控制功率生成单元20的操作。
参照图2，控制单元60包括TRU发动机控制单元61和TRU计算机62。TRU发动机控制单元61可包括：伺服控制单元610，该伺服控制单元610可操作地联接到功率生成单元20；以及联网单元611，伺服控制单元610通过该联网单元611与TRU计算机62通信。TRU计算机62可包括处理单元620、存储器单元621和联网单元622，处理单元620通过该联网单元622与传感器阵列50、下游传感器阵列90和联网单元611通信。存储器单元621具有存储在其上的发动机或TRU发动机规格以及可执行指令。可执行指令可由处理单元620读取和执行。当可执行指令由处理单元620读取和执行时，可执行指令促使处理单元620如本文中描述的那样操作且特别地如参照图3的方法所描述的那样操作。
参照图3，提供操作TRU 10的方法以用于特别地由处理单元620和TRU 10的构件来执行。
如图3中示出的，方法包括使燃烧产物在功率生成单元20与催化元件30之间流动(框301)，以及感测在功率生成单元20与催化元件30之间的燃烧产物的流体流的特性(例如，通过感测其背压和温度)(框302)。方法还包括通过将流体流的背压和温度与规格比较根据感测到的流体流的特性(其中将假设感测到的特性为其背压和温度)来控制功率生成单元20的操作(框303)，确定背压和温度是否与规格不同(框304)，生成待由功率生成单元20采取以便将背压和温度调整到背压和温度与规格相差在一定范围内的动作(框305)，以及根据该动作向功率生成单元20发布命令(框306)。
图3的方法还可包括在由功率生成单元20采取动作之后验证背压和温度与规格一致并确定背压和温度是否仍与规格不同(框307)，改进待由功率生成单元20采取以便重新调整背压和温度的动作(框308)，以及根据改进的动作向功率生成单元20重新发布命令(框309)。
参照图4，提供操作TRU 10的另外方法以用于特别地由处理单元620和TRU 10的构件来执行。
如图4中示出的，另外的方法包括使燃烧产物在催化元件30与下游排放系统70之间流动(框401)，以及感测在催化元件30与下游排放系统70之间的燃烧产物的下游流体流的额外特性(例如，通过感测其温度)(框402)。另外的方法还包括通过将下游流体流的温度与规格比较根据感测到的下游流体流的额外特性(其中将假设感测到的额外特性为其温度)来控制功率生成单元20的操作(框403)，确定温度是否与规格不同(框404)，生成待由功率生成单元20采取以便将温度调整到温度与规格相差在一定范围内的动作(框405)，以及根据该动作向功率生成单元20发布命令(框406)。
图4的方法还可包括在由功率生成单元20采取动作之后验证温度与规格一致并确定温度是否仍与规格不同(框407)，改进待由功率生成单元20采取以便重新调整温度的动作(框408)，以及根据改进的动作向功率生成单元20重新发布命令(框409)。
根据实施例，图3和图4中待由功率生成单元20采取的动作可为发动机负载上的减小(其在背压和温度过量的情况下将冷却并减小流体流的背压)和/或“缓行返程”故障模式的启动(其将显著地减小发动机负载且另外促使功率生成单元20在降低的性能状况下操作)。另外，控制单元60还可向用户或操作者发布警告或警报：问题有效，且在一些情况下相应地采取了动作。
本公开内容的技术效果和益处在于，保证发动机规格的合规性，且还保证TRU发动机模式运行操作。本公开内容提供用于稳健的设计，该设计还提供用于防火。
虽然仅结合有限数量的实施例来详细提供本公开内容，应容易理解的是，本公开内容不限于此类公开的实施例。相反，可改变本公开内容以结合此前未描述但与本公开内容的精神和范围相称的任何数量的变型、变更、替换或等同布置。另外，虽然描述了本公开内容的各种实施例，要理解的是，示例性实施可包括所描述示例性方面中的仅一些。相应地，本公开内容不看作是由前述描述所限制，而是仅由所附权利要求书的范围所限制。

Claims (18)

1.一种运输制冷单元TRU(10)，包括：
功率生成单元(20)；
催化元件(30)；
管状元件，所述管状元件流体地介于所述功率生成单元(20)与所述催化元件(30)之间；其特征在于，所述运输制冷单元还包括：
控制系统，所述控制系统包括可操作地设置在流体地介于所述功率生成单元(20)与所述催化元件(30)之间的管状元件(40)上的传感器阵列(50)，以感测其中的流体流的特性，
所述传感器阵列(50)包括设置和配置成感测所述流体流的背压的背压传感器(52)以及设置和配置成感测所述流体流的温度的温度传感器(51)，所述背压传感器(52)设置在所述温度传感器(51)的上游，以及
所述控制系统设置和配置成根据感测到的在所述功率生成单元与所述催化元件(30)之间的所述流体流的包括所述背压和所述温度的特性的读数来控制所述功率生成单元(20)的操作。
2.根据权利要求1所述的TRU(10)，其中，所述功率生成单元(20)包括：
发动机(21)；以及
排放歧管(22)，所述发动机(21)内的燃烧产物流过所述排放歧管(22)。
3.根据权利要求1或2所述的TRU(10)，其中，所述控制系统包括：
控制单元(60)，所述控制单元(60)设置成与所述传感器阵列(50)信号通信，且配置成根据由所述传感器阵列(50)生成的感测到的特性的读数来控制所述功率生成单元(20)的操作。
4.根据权利要求3所述的TRU(10)，其中，所述控制单元配置成：
将所述读数与规格比较；
生成待由所述功率生成单元(20)采取以便将所述读数调整到所述读数与所述规格相差在一定范围内的动作；以及
根据所述动作向所述功率生成单元(20)发布命令。
5.根据权利要求4所述的TRU(10)，其中，所述规格包括所述流体流的背压和温度的相应范围。
6.根据权利要求3所述的TRU(10)，还包括：
下游排放系统(70)；
下游管状元件(80)，所述下游管状元件(80)流体地介于所述催化元件(30)与所述下游排放系统(70)之间；以及
下游传感器阵列(90)，所述下游传感器阵列(90)可操作地设置在所述下游管状元件(80)上，以感测其中的下游流体流的额外特性，
其中所述控制单元(60)设置成与所述下游传感器阵列(90)信号通信，且还配置成根据由所述下游传感器阵列(90)生成的感测到的额外特性的读数来控制所述功率生成单元(20)的操作。
7.根据权利要求6所述的TRU(10)，其中，所述下游传感器阵列(90)包括下游温度传感器(91)，所述下游温度传感器(91)设置和配置成感测所述下游流体流的温度。
8.一种运输制冷单元TRU(10)，包括：
功率生成单元(20)；
催化元件(30)；
管状元件(40)，所述管状元件(40)流体地介于所述功率生成单元(20)与所述催化元件(30)之间；其特征在于，所述运输制冷单元还包括：
传感器阵列(50)，所述传感器阵列(50)可操作地设置在所述管状元件(40)上，以感测其中的流体流的特性，所述传感器阵列(50)流体地介于所述功率生成单元(20)与所述催化元件(30)之间，且包括设置和配置成感测所述流体流的背压的背压传感器(52)以及设置和配置成感测所述流体流的温度的温度传感器(51)，所述背压传感器(52)设置在所述温度传感器(51)的上游；以及
控制单元(60)，所述控制单元(60)设置成与所述传感器阵列(50)信号通信，且配置成根据由所述传感器阵列(50)生成的感测到的包括所述背压和所述温度的特性的读数来控制所述功率生成单元(20)的操作。
9.根据权利要求8所述的TRU(10)，其中，所述功率生成单元(20)包括：
发动机(21)；以及
排放歧管(22)，所述发动机(21)内的燃烧产物流过所述排放歧管(22)。
10.根据权利要求8至9中任一项所述的TRU(10)，其中，所述控制单元(60)配置成：
将所述读数与规格比较；
生成待由所述功率生成单元(20)采取以便将所述读数调整到所述读数与所述规格相差在一定范围内的动作；以及
根据所述动作向所述功率生成单元(20)发布命令。
11.根据权利要求10所述的TRU(10)，其中，所述规格包括所述流体流的背压和温度的相应范围。
12.根据权利要求8至9中任一项所述的TRU(10)，还包括：
下游排放系统(70)；
下游管状元件(80)，所述下游管状元件(80)流体地介于所述催化元件(30)与所述下游排放系统(70)之间；以及
下游传感器阵列(90)，所述下游传感器阵列(90)可操作地设置在所述下游管状元件(80)上，以感测其中的下游流体流的额外特性，
其中所述控制单元(60)设置成与所述下游传感器阵列(90)信号通信，且还配置成根据由所述下游传感器阵列(90)生成的感测到的额外特性的读数来控制所述功率生成单元(20)的操作。
13.根据权利要求12所述的TRU(10)，其中，所述下游传感器阵列(90)包括下游温度传感器(91)，所述下游温度传感器(91)设置和配置成感测所述下游流体流的温度。
14.一种操作运输制冷单元(TRU)的方法，所述方法包括：
使燃烧产物在功率生成单元与催化元件之间流动；
经由传感器阵列(50)感测在所述功率生成单元与所述催化元件之间的所述燃烧产物的流体流的特性，所述传感器阵列(50)可操作地设置在流体地介于所述功率生成单元(20)与所述催化元件(30)之间的管状元件(40)上，以感测其中的流体流的特性，其中所述传感器阵列(50)包括设置和配置成感测所述流体流的背压的背压传感器(52)以及设置和配置成感测所述流体流的温度的温度传感器(51)，所述背压传感器(52)设置在所述温度传感器(51)的上游；以及
根据感测到的所述流体流的特性的读数来控制所述功率生成单元的操作，所述读数包括由所述传感器阵列(50)生成的所述流体流的所述背压和所述温度的读数。
15.根据权利要求14所述的方法，其中：
所述控制包括：
将所述流体流的所述背压和所述温度与规格比较；
生成待由所述功率生成单元采取以便将所述背压和所述温度调整到所述背压和所述温度与所述规格相差在一定范围内的动作；以及
根据所述动作向所述功率生成单元发布命令。
16.根据权利要求15所述的方法，还包括：
在由所述功率生成单元采取所述动作之后验证所述背压和所述温度与所述规格一致；
改进待由所述功率生成单元采取以便重新调整所述背压和所述温度的动作；以及
根据改进的动作向所述功率生成单元重新发布命令。
17.根据权利要求14至16中任一项所述的方法，其中：
使所述燃烧产物在所述催化元件与下游排放系统之间流动；
所述感测还包括感测在所述催化元件与所述下游排放系统之间的所述燃烧产物的下游流体流的温度，以及
所述控制包括：
将所述下游流体流的温度与规格比较；
生成待由所述功率生成单元采取以便将所述温度调整到所述温度与所述规格相差在一定范围内的动作；以及
根据所述动作向所述功率生成单元发布命令。
18.根据权利要求15所述的方法，还包括：
在由所述功率生成单元采取所述动作之后验证所述温度与所述规格一致；
改进待由所述功率生成单元采取以便重新调整所述温度的动作；以及
根据改进的动作向所述功率生成单元重新发布命令。
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