(57)【要約】【課題】耐故障性電力管理のための方法を含む輸送用冷凍システムを提供する。【解決手段】システムは、輸送用冷凍システムの動作に必要なものとして識別された第１のセンサ及び、第１のセンサのバックアップとして動作可能な第２のセンサを含む。システムはまた、第１のセンサに動作可能に接続され、第１のセンサを動作させるように構成される第１の電源及び、第２のセンサに動作可能に接続され、第２のセンサを動作させるように構成される第２の電源を含む。システムはさらに、少なくとも第１の電源ならびに第１のセンサ及び第２の電源ならびに第２のセンサに動作可能に接続されたコントローラを含み、コントローラは、少なくとも第１の電源及び第２の電源を監視するように構成され、第１の電源に障害が検出された場合、第２のセンサから輸送用冷凍システムを動作させる。【選択図】図４
2019138619.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
輸送用冷凍システムであって、
前記輸送用冷凍システムの動作のために必要なものとして識別される第１のセンサと、
前記第１のセンサのバックアップとして動作可能である第２のセンサと、
前記輸送用冷凍システムの動作のために必要ではないものとして識別される第３のセンサと、
前記第１のセンサに動作可能に接続され、前記第１のセンサを動作させるように構成される第１の電源と、
前記第２のセンサに動作可能に接続され、前記第２のセンサを動作させるように構成される第２の電源と、
前記第３のセンサに動作可能に接続され、前記第３のセンサを動作させるように構成される第３の電源と、
少なくとも前記第１の電源ならびに前記第１のセンサ及び前記第２の電源ならびに前記第２のセンサに動作可能に接続されたコントローラであって、前記コントローラが、少なくとも前記第１の電源及び前記第２の電源を監視し、前記第１の電源に障害が検出された場合、前記第２のセンサから前記輸送用冷凍システムを動作させるように構成される、前記コントローラと
を含む、前記輸送用冷凍システム。
【請求項２】
前記第１のセンサが、吐出圧力センサ、フラッシュタンク圧力センサ、及び蒸発器圧力センサの少なくとも１つである、請求項１に記載の輸送用冷凍システム。
【請求項３】
前記第２のセンサが、凝縮器圧力センサ、中間段圧力センサ、及び圧縮機吸込口圧力センサの少なくとも１つである、請求項１に記載の輸送用冷凍システム。
【請求項４】
第４のセンサ及び第５のセンサの少なくとも１つをさらに含み、前記第４及び前記第５のセンサの前記少なくとも１つが、前記第１の電源に動作可能に接続される、請求項１に記載の輸送用冷凍システム。
【請求項５】
前記第４のセンサ及び前記第５のセンサの少なくとも１つが、吐出圧力センサ、フラッシュタンク圧力センサ、及び蒸発器圧力センサの少なくとも１つである、請求項４に記載の輸送用冷凍システム。
【請求項６】
第６のセンサ及び第７のセンサの少なくとも１つをさらに含み、前記第６のセンサ及び前記第７のセンサの前記少なくとも１つが、前記第２の電源に動作可能に接続される、請求項１に記載の輸送用冷凍システム。
【請求項７】
前記第６のセンサ及び前記第７のセンサの少なくとも１つが、凝縮器圧力センサ、中間段圧力センサ、及び圧縮機吸込口圧力センサの少なくとも１つである、請求項６に記載の輸送用冷凍システム。
【請求項８】
前記第２の電源に障害が検出された場合、前記第１のセンサから前記輸送用冷凍システムを動作させることをさらに含む、請求項１に記載の輸送用冷凍システム。
【請求項９】
前記第３の電源が、前記第１の電源及び前記第２の電源から独立している、請求項１に記載の輸送用冷凍システム。
【請求項１０】
前記第１の電源が、前記第２の電源から独立している、請求項１に記載の輸送用冷凍システム。
【請求項１１】
輸送用冷凍システムのための耐故障性配電方法であって、前記方法が、
前記輸送用冷凍システムの動作のために必要なものとして第１のセンサを識別することと、
前記第１のセンサのバックアップとして動作可能である第２のセンサを識別することと、
前記輸送用冷凍システムの動作のために必要ではないものとして第３のセンサを識別することと、
前記第１のセンサに動作可能に接続された第１の電源から前記第１のセンサを動作させることと、
前記第２のセンサに動作可能に接続された第２の電源から第２のセンサを動作させることと、
前記第３のセンサに動作可能に接続された第３の電源から前記第３のセンサを動作させることと、
少なくとも前記第１の電源及び前記第２の電源を監視することと、を含み、前記第１の電源ならびに前記第１のセンサ及び前記第２の電源ならびに前記第２のセンサが、コントローラに動作可能に接続され、前記第１の電源に障害が検出された場合、前記第２のセンサから前記輸送用冷凍システムが動作される、
前記方法。
【請求項１２】
前記第１のセンサが、吐出圧力センサ、フラッシュタンク圧力センサ、及び蒸発器圧力センサの少なくとも１つである、請求項１１に記載の耐故障性配電方法。
【請求項１３】
前記第２のセンサが、凝縮器圧力センサ、中間段圧力センサ、及び圧縮機吸込口圧力センサの少なくとも１つである、請求項１１に記載の耐故障性配電方法。
【請求項１４】
第４のセンサ及び第５のセンサの少なくとも１つを前記第１の電源に動作可能に接続することをさらに含む、請求項１１に記載の耐故障性配電方法。
【請求項１５】
前記第４のセンサ及び前記第５センサの少なくとも１つが、吐出圧力センサ、フラッシュタンク圧力センサ、及び蒸発器圧力センサの少なくとも１つである、請求項１４に記載の耐故障性配電方法。
【請求項１６】
第６のセンサ及び第７のセンサの少なくとも１つをさらに含み、前記第６のセンサ及び前記第７のセンサの前記少なくとも１つが、前記第２の電源に動作可能に接続される、請求項１１に記載の耐故障性配電方法。
【請求項１７】
前記第６のセンサ及び前記第７のセンサの少なくとも１つが、凝縮器圧力センサ、中間段圧力センサ、及び圧縮機吸込圧力センサの少なくとも１つである、請求項１６に記載の耐故障性配電方法。
【請求項１８】
前記第２の電源に障害が検出された場合、前記第１のセンサから前記輸送用冷凍システムを動作させることをさらに含む、請求項１１に記載の耐故障性配電方法。
【請求項１９】
前記第３の電源が、前記第１の電源及び前記第２の電源から独立している、請求項１１に記載の耐故障性配電方法。
【請求項２０】
前記第１の電源が、前記第２の電源から独立している、請求項１１に記載の耐故障性配電方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、重要度によってシステムの構成要素をグループ化し、主要及び機能的に冗長な構成要素が同じ電源によって電力を供給されないことを保証する、電源の分散型ネットワークのための方法及びシステムに関する。より詳細には、所与の構成要素または電源が動作不能になった場合に、システム動作を確実にするために重要及び重要でない構成要素を分離する。
【背景技術】
【０００２】
海上、鉄道または道路を経由して貨物を輸送するために利用されるような典型的な冷凍輸送用コンテナー、冷凍貨物トラックまたは冷凍トラックトレーラーとは、コンテナー、トラック、またはトレーラーの一方の端に配置された冷凍システムを含むように改良された、貨物室を有するコンテナー、トラック、またはトレーラーである。冷凍システムは、既知の冷媒蒸気圧縮サイクルに従って、閉冷媒回路内の冷媒ラインによって直列に接続された圧縮機、凝縮器、膨張弁及び蒸発器を含む。エンジン及び／またはＡＣ電源システムを含むことができる電源装置は、冷凍システムの圧縮機を駆動する。通常、トラック／トレーラーの用途では、電源装置はディーゼル駆動であり、または、他の用途では天然ガス駆動である。多くのコンテナー及び／またはトラック／トレーラー輸送用冷凍システムでは、圧縮機は、ベルトドライブを介してまたは機械的な軸間リンクによるエンジン軸によって駆動される。他のシステムでは、エンジンは、電力を発生させる発電機を駆動し、次いで、圧縮機を駆動する。コンテナーシステムでは、他の構成も可能であるが、圧縮機は外部電源、例えば、３８０／４６０ＶＡＣ  ＡＣ電源システムによって直接駆動される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
冷凍コンテナー、冷凍トラック、及び冷凍トラックトレーラーの全車両の製造業者及び運営者は、冷凍システムだけでなく、コンテナー、トラック、またはトラクタートレーラーシステム全体の動作効率を最大化することを望んでいる。さらに、動作の準備は、効果的及び効率的な動作に不可欠である。システムのダウンタイムは、収益性に直接影響を及ぼし、生鮮食品の時機を逸した納入ならびに損失の可能性を招く。いくつかの例では、システム構成要素の特定の障害によって、カスケード効果によるシステム障害が発生し得る。可能な限りシステム障害を回避することで、効率的な動作が保証され、そのような障害の結果としての損失が回避される。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本明細書に記載の一実施形態によれば、耐故障性電力管理のための方法を含む輸送用冷凍システムがある。システムは、輸送用冷凍システムの動作に必要なものとして識別された第１のセンサ及び、第１のセンサのバックアップとして動作可能な第２のセンサを含む。システムはまた、第１のセンサに動作可能に接続され、第１のセンサを動作させるように構成される第１の電源及び、第２のセンサに動作可能に接続され、第２のセンサを動作させるように構成される第２の電源を含む。システムはさらに、少なくとも第１の電源ならびに第１のセンサ及び第２の電源ならびに第２のセンサに動作可能に接続されたコントローラを含み、第１の電源に障害が検出された場合、少なくとも第１の電源及び第２の電源を監視するように構成されるコントローラは、第２のセンサから輸送用冷凍システムを動作させる。
【０００５】
上述の特徴の１つまたは複数に加えて、または代替として、さらなる実施形態は、第１のセンサが、吐出圧力センサ、フラッシュタンク圧力センサ、及び蒸発器圧力センサの少なくとも１つであることを含み得る。
【０００６】
上述の特徴の１つまたは複数に加えて、または代替として、さらなる実施形態は、第２のセンサが、凝縮器圧力センサ、中間段圧力センサ、及び圧縮機吸込口圧力センサの少なくとも１つであることを含み得る。
【０００７】
上述の特徴の１つまたは複数に加えて、または代替として、さらなる実施形態は、第４のセンサ及び第５のセンサの少なくとも１つを含み得て、第４及び第５のセンサの少なくとも１つは、第１の電源に動作可能に接続される。
【０００８】
上述の特徴の１つまたは複数に加えて、または代替として、さらなる実施形態は、第４のセンサ及び第５のセンサの少なくとも１つが、吐出圧力センサ、フラッシュタンク圧力センサ、及び蒸発器圧力センサの少なくとも１つであることを含み得る。
【０００９】
上述の特徴の１つまたは複数に加えて、または代替として、さらなる実施形態は、第６のセンサ及び第７のセンサの少なくとも１つを含み得て、第６のセンサ及び第７のセンサの少なくとも１つは、第２の電源に動作可能に接続される。
【００１０】
上述の特徴の１つまたは複数に加えて、または代替として、さらなる実施形態は、第６のセンサ及び第７のセンサの少なくとも１つが、凝縮器圧力センサ、中間段圧力センサ、及び圧縮機吸込口圧力センサの少なくとも１つであることを含み得る。
【００１１】
上述の特徴の１つまたは複数に加えて、または代替として、さらなる実施形態は、第２の電源に障害が検出された場合、第１のセンサから輸送用冷凍システムを動作させることを含み得る。
【００１２】
上述の特徴の１つまたは複数に加えて、または代替として、さらなる実施形態は、第３の電源が、第１の電源及び第２の電源から独立していることを含み得る。
【００１３】
上述の特徴の１つまたは複数に加えて、または代替として、さらなる実施形態は、第１の電源が第２の電源から独立していることを含み得る。
【００１４】
上述の特徴の１つまたは複数に加えて、または代替として、さらなる実施形態は、ＡＣ電源に動作可能に接続された蒸発器ファン及び圧縮機の少なくとも１つを含み得る。
【００１５】
上述の特徴の１つまたは複数に加えて、または代替として、さらなる実施形態は、ＡＣ電源が、エンジン及び発電機を含むことを含み得る。
【００１６】
また、本明細書に記載の一実施形態は、輸送用冷凍システムのための耐故障性配電の方法である。方法は、輸送用冷凍システムの動作に必要なものとして第１のセンサを識別することと、第１のセンサのバックアップとして動作可能な第２のセンサを識別することと、輸送用冷凍システムの動作に不要なものとして第３のセンサを識別することとを含む。方法はまた、第１のセンサに動作可能に接続された第１の電源から第１のセンサを動作させることと、第２のセンサに動作可能に接続された第２の電源から第２のセンサを動作させることと、第３のセンサに動作可能に接続された第３の電源から第３のセンサを動作させることとを含む。さらに、方法は、少なくとも第１の電源及び第２の電源を監視することと、第１の電源ならびに第１のセンサ及び第２の電源ならびに第２のセンサが、コントローラに動作可能に接続され、第１の電源に障害が検出された場合、第２のセンサから輸送用冷凍システムを動作させることを含む。
【００１７】
上述の特徴の１つまたは複数に加えて、または代替として、さらなる実施形態は、第１のセンサが、吐出圧力センサ、フラッシュタンク圧力センサ、及び蒸発器圧力センサの少なくとも１つであることを含み得る。
【００１８】
上述の特徴の１つまたは複数に加えて、または代替として、さらなる実施形態は、第２のセンサが、凝縮器圧力センサ、中間段圧力センサ、及び圧縮機吸込口圧力センサの少なくとも１つであることを含み得る。
【００１９】
上述の特徴の１つまたは複数に加えて、または代替として、さらなる実施形態は、第４のセンサ及び第５のセンサの少なくとも１つを第１の電源に動作可能に接続することを含み得る。
【００２０】
上述の特徴の１つまたは複数に加えて、または代替として、さらなる実施形態は、第４のセンサ及び第５のセンサの少なくとも１つが、吐出圧力センサ、フラッシュタンク圧力センサ、及び蒸発器圧力センサの少なくとも１つであることを含み得る。
【００２１】
上述の特徴の１つまたは複数に加えて、または代替として、さらなる実施形態は、第６のセンサ及び第７のセンサの少なくとも１つを含み得て、第６のセンサ及び第７のセンサの少なくとも１つは、第２の電源に動作可能に接続される。
【００２２】
上述の特徴の１つまたは複数に加えて、または代替として、さらなる実施形態は、第６のセンサ及び第７のセンサの少なくとも１つが、凝縮器圧力センサ、中間段圧力センサ、及び圧縮機吸込圧力センサの少なくとも１つであることを含み得る。
【００２３】
上述の特徴の１つまたは複数に加えて、または代替として、さらなる実施形態は、第２の電源に障害が検出された場合、第１のセンサから輸送用冷凍システムを動作させることを含み得る。
【００２４】
上述の特徴の１つまたは複数に加えて、または代替として、さらなる実施形態は、第３の電源が、第１の電源及び第２の電源から独立していることを含み得る。
【００２５】
上述の特徴の１つまたは複数に加えて、または代替として、さらなる実施形態は、第１の電源が第２の電源から独立していることを含み得る。
【００２６】
追加の特徴及び利点は、本開示の技術を通じて実現される。本開示の他の実施形態及び態様は、本明細書に詳細に記載されている。利点及び特徴を有する本開示をよりよく理解するために、説明及び図面を参照されたい。
【００２７】
実施形態の前述の及び他の特徴ならびに利点は、添付の図面と併せて以下の詳細な説明から明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１Ａ】一実施形態による、コンテナー、トラックまたはトレーラーの輸送用冷凍システム及び貨物室を示す。
【図１Ｂ】一実施形態による、コンテナーと一体化された冷凍ユニットを有する冷凍コンテナーの斜視図である。
【図２】一実施形態による、図１Ａ及び図１Ｂのコンテナー、トラック、またはトラクタートレーラーシステム用の輸送用冷凍システムを示す。
【図３】一実施形態による、輸送用冷凍電力システムを示す。
【図４】一実施形態による、輸送用冷凍電力システムの１群のセンサ電源の簡略図を示す。
【図５】一実施形態による、センサ信号分離の一実施例を示す。
【図６】一実施形態による、輸送用冷凍システムの電力供給管理のためのプロセスのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
概して、本明細書の実施形態は、選択された障害の影響における費用対効果の高いレベルの動作性を保証するための負荷分離及び電源分配に概して関する。具体的には、電力システムの別々の電源は、必要に応じて、運営者がサービスを受ける機会を可能にするために、十分なシステム動作可能性または部分的動作可能性を保証するために選択された分離された負荷を使用して、システムに電力を供給する。一実施形態では、選択された負荷は、それらのシステムの重要性に基づいて分離される。分離の目的は、所与の障害によってシステムが動作不能にならないようにすることである。さらに、システムは、独立した制御を容易にするために、個々の電源に関連付けられたインテリジェントな診断を提供する。そのようなアーキテクチャにより、効率を高め、システムの可用性及び信頼性を向上させることによって、様々な動作モードでのシステムの機能を向上させる。
【００３０】
本開示の原理の理解を促進する目的のために、図面に示された実施形態を参照し、特定の言語が同じものを説明するために使用されるであろう。しかし、本開示の範囲の限定を意図するものではないことが理解されるであろう。以下の説明は、本質的に単なる例示であり、本開示、その応用または用途を限定することを意図していない。図面全体を通して、対応する参照番号は、同様のまたは対応する部分及び特徴を示すことを理解されたい。本明細書で使用される場合、コントローラという用語は、記載された機能を提供する特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、電子回路、１つまたは複数のソフトウェアまたはファームウェアプログラムを実行する電子プロセッサ（共有、専用、またはグループ）及びメモリ、組み合わせ論理回路、及び／または他の適切なインターフェース及び構成要素を含み得る処理回路を指す。
【００３１】
さらに、「例示的」という用語は、「実施例、例または例示として役立つこと」を意味するために本明細書で使用される。本明細書で「例示的」として記載された実施形態または設計は、他の実施形態または設計よりも好ましいまたは有利であると必ずしも解釈されるべきではない。「少なくとも１つ」及び「１つまたは複数」という用語は、１つ以上の任意の整数、すなわち１、２、３、４などを含むと理解される。「複数」という用語は、２つ以上の任意の整数、すなわち、２、３、４、５など含むと理解される。「接続」という用語は、間接的な「接続」及び直接的な「接続」を含むことができる。
【００３２】
図１Ａは、トラクタートレーラーシステム１００の一実施形態である。トラクタートレーラーシステム１００は、運転室または運転席１０４を含み、トラクタートレーラーシステム１００の駆動システムとして機能する、エンジンも含むトラクター１０２を含む。トレーラー１０６はトラクター１０２に連結される。トレーラー１０６は冷凍トレーラー１０６であり、頂壁１０８、直接対向する底壁１１０、対向する側壁１１２、及び前壁１１４を含み、前壁１１４はトラクター１０２に最も近い。トレーラー１０６は、前壁１１４の反対側の後壁１１６に、１つまたは複数のドア（図示せず）をさらに含む。トレーラー１０６の壁により、貨物室が画定される。トレーラー１０６は、トレーラー１０６に配置された輸送用冷凍システム１２０を使用して、選択された温度で貨物室の内側に配置された貨物１１８を維持するように構成される。図１Ａに示すように、輸送用冷凍システム１２０は、前壁１１４に配置されるかまたは取り付けられる。
【００３３】
トレーラー１０６は、トレーラー１０６に配置された輸送用冷凍システム１２０を使用して、選択された温度で貨物室の内側に配置された貨物１１８を維持するように構成される。図１に示すように、輸送用冷凍システム１２０は、前壁１１４に配置されるかまたは取り付けられる。
【００３４】
図１Ｂも参照すると、冷凍輸送用コンテナーが描写されており、その前壁２１２でコンテナー２００の構造フレームに取り付けられた、または一体化された輸送用冷凍ユニット２２０を有する、全体が２００で示される。貨物コンテナー２００は、前方壁または前壁２１２、前方壁２１２から長手方向に離間した後壁または後方壁２１４、前方壁２１２及び後方壁２１４との間で長手方向に延びる１対の対向する側壁２１３及び２１５、前方壁２１２の上部領域と後方壁２１４の上部領域との間で縦方向に延び、それぞれ対向する側壁２１３、２１５の上部領域間で横方向に延びる屋根板２１６、前方壁２１２の最下部領域と後方壁２１４の最下部領域との間で縦方向に延び、それぞれ対向する側壁２１３、２１５の最下部領域の間で横方向に延びる床２１７から形成された箱状構造を有する。
【００３５】
コンテナー２００の箱状構造により、輸送される貨物２１８のビン、カートンまたはパレットが床２１８上に積み重ねられる貨物スペース２１１が画定される。後方壁２１４には、貨物２１８をコンテナー２００内に積み込むために貨物スペースへアクセスし得る１つまたは複数のドア（図示せず）が設けられる。ドアが閉じられると、内部の空気が貨物スペース２１１から漏れることを防ぐ、実質的に気密で密閉された貨物スペース２１１が、コンテナー２００内に確立される。コンテナー２００は、コンテナー２００に配置された輸送用冷凍システム２２０を使用して、選択された温度で貨物スペース２１１内に配置された貨物２１８を維持するように構成される。
【００３６】
ここで図２を参照すると、図１Ａのトラック／トレーラー構成または図１Ｂの輸送コンテナー２００に使用され得るような輸送用冷凍システム１２０、２２０がより詳細に示される。輸送用冷凍システム１２０、２２０は、蒸気圧縮サイクルで動作する圧縮機１２２、凝縮器１２４、膨張弁１２６、蒸発器１２８、及び蒸発器ファン１３０を含む。冷媒は、圧縮機１２２で圧縮され、貨物室からの空気流を冷却するために、膨張弁及び蒸発器１２８を通って循環する。圧縮機１２２は、圧縮機１２２またはトラック用途などで駆動されるベルトを駆動するＡＣ電源１３２に動作可能に接続される。いくつかの用途では、圧縮機１２２はＤＣ電源から駆動される。ＡＣ電源１３２は、本明細書に記載されるように、トレーラー用途などのエンジン及び発電機を含み得る。
【００３７】
空気流は、輸送用冷凍システム１２０、２２０によってトレーラー１０６またはコンテナー２００の貨物スペース（例えば、２１１）内を通って循環する。戻り空気流１３４は、冷凍システム入口１３６を通ってトレーラー１０６の貨物室またはコンテナー２００から、蒸発器ファン１３０を介して蒸発器１２８を通過し、輸送用冷凍システム１２０、２２０に流れ、それによって、戻り空気流１３４は冷却される。ここでは、供給空気流１３８と呼ぶ、冷却された戻り空気流１３４は、いくつかの実施形態では、トレーラー１０６の頂壁１０８（または、コンテナー２００の場合は、２１６）の近くに配置されている、冷却システム出口１４０を通ってトレーラー１０６の貨物室に供給される。供給空気流１３８は、トレーラー１０６またはコンテナー２００の貨物室内の貨物１１８、２１８をそれぞれ冷却する。
【００３８】
図３は、調整された、安定化電力を出力する及び／またはバッテリーを充電するための従来の輸送用冷凍システム電力システム３００を示す。図３に示されているのは、ＡＣ電源１３２である。上述のように、ＡＣ電源１３２は、内燃機関１６０（例えば、ディーゼルエンジン）及び非安定化ＡＣ電力を生成する発電機を含み得る。他の実施形態では、ＡＣ電力は外部から供給される。さらにいくつかの実施形態では、輸送用冷凍システムは、バッテリーを含むＤＣ電源から動作するように構成される。例示的な実施形態では、発電機１６２は、非安定化三相ＡＣ電力を生成し、通常、エンジン１６０の速度を制御すること以外の安定化能力を有しない。コントローラ３３０は、輸送用冷凍システム１２０、２２０及び輸送用冷凍電力システム３００の様々な態様を制御する。コントローラ３３０は、輸送用冷凍システム１２０、２２０の動作及びシステム１２０、２２０が動作するときの冷凍サイクルの特性に関する分析及び情報を提供するセンサ（複数可）１３１から、様々な信号を受信し得る。コントローラ３３０はまた、必要に応じて、弁及びアクチュエータに命令して、システム１２０、２２０が動作するときに、輸送用冷凍システム１２０、２２０の動作及び冷凍サイクルの特性を変化させ、システム動作の態様及び特性を修正し得る。コントローラ３３０は、どの動作モードが選択されているかに応じて、エンジン１６０の速度を変えることができる。コントローラ３３０はまた、本明細書に記載の制御デバイス２１０ならびにシステム３００の他の構成要素及び態様を制御する。
【００３９】
輸送用冷凍システム電力システム３００は、輸送用冷凍システム１２０、２２０の様々な動作モード中に、ＡＣ電源１３２の出力を選択された負荷に接続する制御デバイス３１０を含む。電力制御ユニット３１０は、様々なサブシステム構成要素、例えば、圧縮機１２２、センサ１２３、蒸発器ファン１３０などへの電力の供給及びルーティングを制御及び指示するように構成される。さらに、電力制御ユニット３１０は、バッテリー３６０への、及びバッテリー３６０からの電力のルーティング、ならびに輸送用冷凍電力システム３００用の制御ユニット３３０への電力のルーティング及び維持を制御し得る。さらに一実施形態では、制御デバイス３１０は、ＡＣ電源１３２の出力を、１つまたは複数のＤＣ電源接続３０４及び／または１つまたは複数のＡＣ電源接続３０６などの補助電源接続に接続する。例えば、制御デバイス３１０が第１のモードで動作しているとき、ＡＣ電源１３２の出力は、輸送用冷凍システム１２０、２２０の（他の負荷の中でも）とりわけ圧縮機１２２及び蒸発器ファン１３０に接続される。制御デバイス３１０が第２のモードであるとき、ＡＣ電源１３２の出力は、１つまたは複数のＤＣ電源接続３０４または１つまたは複数のＡＣ電源接続３０６にそれぞれ接続されている、電力調整モジュール３１４及び３１６に接続される。他の動作モードでは、電力はバッテリーからシステム３００内の様々な負荷に送られ得る。第１の電力調整モジュール３１４は、任意選択で、ＡＣ−ＤＣ変換器とし得る。第１の電力調整モジュール３１４は、ＡＣ電源１３２から非安定化三相ＡＣ電力を受け取り、クリーンで安定した、安定化及び調整されたＤＣ電力（例えば、２４ＶＤＣ、２００アンペア）を生成する。安定化ＤＣ電力は、１つまたは複数のＤＣ電力接続３０４に接続されている。１つまたは複数のＤＣ電力接続３０４は、限定されないが、ＤＣバッテリー充電器を含み得る。別の実施形態では、１つまたは複数のＤＣ電力接続３０４は、操作者がＤＣ負荷（例えば、ソフトドリンクポンプ）またはリフトゲートなどのトレーラーに関連付けられたＤＣ負荷を接続することができる、ＤＣ出口を含み得る。
【００４０】
第２の電力調整モジュール３１６は、ＤＣ−ＡＣ変換器として任意に使用され得る。第２の電力調整モジュール２１６は、第１の電力調整モジュール３１４からクリーンで安定した、安定化及び調整されたＤＣ電力を受け取り、クリーンで安定した、安定化及び調整されたＡＣ電力（例えば、１２０／２４０ＶＡＣ、２０Ａｍｐ、６０Ｈｚ）を生成する。安定化ＡＣ電力は、１つまたは複数のＡＣ電力接続３０６に接続されている。１つまたは複数のＡＣ電力接続３０６は、操作者がＡＣ負荷（例えば、金銭登録機、コンピュータ）またはトレーラーに関連するＡＣ負荷（例えば、ＡＣ電動ハンドトラック充電器）を接続することができる、ＡＣコンセントを含み得る。
【００４１】
一実施形態の輸送用冷凍動力システム３００の動作及び機能の詳細については、図３に続けて、次の図４も同様に参照する。コントローラ３３０は、電力システム３００内の電力を制御、監視、ルーティング、及び供給するためのプロセスを実行する。一実施形態では、コントローラ３３０及び／または制御デバイス２１０は、複数のバッファ付きセンサ電源１３３を含み、輸送用冷凍システム１００の様々なセンサ１３１に励起を提供する。バッファ付きセンサ電源１３３は、コントローラ３３０及び／または制御デバイス３１０の構成部分とし得るか、または分離させることができる。一実施形態では、バッファ付きセンサ電源１３３は、センサ１３１ａ〜１３１ｎの動作のために安定した安定化電流制限供給電圧を供給する。さらに、バッファ付きセンサ電源１３３は、バッファ付きセンサ電源１３３のそれぞれの動作の診断及び評価のための電圧信号を提供するライン１３５で識別された電圧検出を提供する。診断により、バッファ付きセンサ電源１３３が適切に動作しており、障害の対象ではないことの判定が容易になる。障害には、センサ内の短絡またはセンサ１３１ａ〜１３１ｎのハーネス相互接続を含むことができる。
【００４２】
センサ１３１ａ〜１３１ｎは、システム１２０、２２０の様々な動作パラメータ及び特性の測定及び検出のために、コントローラ２３０にセンサ出力を供給する。例えば、センサ１３１ａ〜１３１ｎは、輸送用冷凍システム１２０、２２０の様々な構成要素の温度、圧力速度、速度、位置などを測定し得る。例えば、輸送用冷凍システム１２０、２２０では、センサ１３１は、圧縮機吐出圧力または蒸発器温度を測定するために使用され得る。別の実施形態では、センサは、輸送用冷凍システムの用途に使用されるとき、輸送用冷凍システムに関連付けられたパラメータを測定し得る。例えば、他のセンサは、生鮮食品の冷凍輸送にとって重要である、湿度または酸素濃度の両方のパラメータを測定し得る。
【００４３】
一実施形態では、輸送用冷凍システム１２０、２２０のための所望のまたは選択された制御点を決定するために様々なセンサ１３１が必要とされる。選択された制御点及び動作パラメータを維持することは、望ましいシステム性能の達成、望ましいシステム機能の達成、及びサービスの中断の回避のために重要である。サービス機能の中断または望ましい動作パラメータの維持に失敗すると、生鮮食品の輸送寿命が短くなり、製品の損傷及び損失につながり得る。非効率的な動作及び損傷により、浪費及び収益の損失が生じる。したがって、全体的な動作信頼性、所望の機能性、及び所望の動作パラメータを維持することが強く望まれる。
【００４４】
全体的な動作信頼性、所望の機能性、及び所望の動作パラメータを確実に維持するために、輸送用冷凍システム１２０、２２０は、システムに対する所与の設計制御点に関して動作可能であるべきである。すなわち、システム１２０、２２０は、選択されたセンサ１３１またはそれらに電力を供給するために使用される電源１３３の選択された障害にかかわらず、所与の制御機能について選択されたレベルの機能を保証するように構成されることが望ましい。そのような構成を容易にするために、所与の制御機能の動作のための一次センサ１３１は分離され、第１の電源１３３ａによって電力を供給される。所与の制御機能のためのバックアップとして何らかの方法で動作するセンサ１３１は、分離された電源１３３ｂ上に実装される。最後に、第３のカテゴリは、オプションなどの重要なシステム機能に関連しないセンサに関して、所与の実施形態に対して識別され得て、これらも１３３ｃで示されるさらに別の分離された電源上にある。一実施形態では、必要に応じて、または所望に応じて、追加の分離電源１３３ｎを使用し得る。本明細書では３つの電源が描写され説明されているが、そのような説明は単なる例示であることを理解されたい。動作、重要度などに基づいて必要に応じて、各センサ１３１に対して別々の電源１３３ａ〜１３３ｎを使用することを含み、これに限定されない、任意の数の分離された電源を使用し得る。
【００４５】
ここで図５を参照すると、一実施形態では、センサのグループ分け及び重要度は、機能レベルシステム１２０、２２０で決定される。例えば、一実施形態では、重要度は、冷凍システム１２０、２２０の動作に関連するものとして選択され、必ずしも、貨物中心の決定ではない。言い換えれば、そのような実施形態では、冷凍システム１２０、２２０は、貨物に関連付けられたセンサが示すことができる内容にかかわらず、（それが、最も機能的で、正確で、最も効率的で、望ましい操作などではないとしても）冷凍システム１２０、２２０を維持する操作に基づいて、重要度を定義するように構成される。例えば、いくつかのシステムでは、貨物にとってより重要であると考え得るＯ２センサ１３１またはＣＯ２センサ１３１は、おそらく顧客にとっては重要であると考えられるが、冷凍システム１２０、２２０は、それらがなくても堅牢な動作を維持し続けるので、輸送用冷凍システム１２０、２２０の機能的動作にとっては重要であるとは考えられ得ない。
【００４６】
例えば、図５に示すように、冷凍システム１２０、２２０は、通常、一般的な効率を保証し、圧縮機１２２のフラッディングによる劣化を制限するために、蒸発器１２８での過熱監視を必要とする。そのために、一実施形態では、冷却システム１２０、２２０の設計は、この目的のための主要構成要素として蒸発器１２８に蒸発器圧力センサ１３１を含む。さらに、冷凍システム１２０、２２０は通常、圧縮機１２２の圧力比監視を必要とする。そのために、冷却システム１２０、２２０の設計は、この目的のための主要構成要素として圧縮機吸込口圧力センサ１３１を含む。したがって、有利には、これらの各パラメータ及びセンサ１３１は、互いに機能的なバックアップとして動作することができる。すなわち、吸込口圧力及び圧縮機１２２のそのセンサ１３１は、過熱監視を容易にするために使用することができ、蒸発器圧力及びそのセンサ１３１は、圧力比決定を容易にすることができる。
【００４７】
動作中、上記の実施例を実施するために、２つの圧力センサ１３１は、２つの異なる電源１３３から動作するように構成され得る。結果として、任意の相互接続、例えば、電源１３３またはセンサ１３１上の裸線、短絡などを含む、センサ１３１または電源１３３（単一点）のいずれかに障害が発生した場合、そのような障害は検出可能であり、機能的バックアップセンサ１３１及び／または第２の電源１３３は、冷凍システム１２０、２２０が、さらなる劣化または障害なしに動作し続けることを保証するために、利用可能なままである。さらに、有利には、電源１３３に影響を及ぼす、任意の相互接続を含む、センサ１３１または電源１３３（単一点）のいずれかに障害が発生した場合、そのような障害が、他の電源１３３に影響を及ぼさないように、電源は分離して独立して動作するように構成される。
【００４８】
同様に、冷凍システム１２０、２２０は、エコノマイザ回路、または中間冷却器を含んでも含まなくてもよい中間段回路への冷媒の流れを制御するためのフラッシュタンク（図示せず）での圧力監視、及びフラッシュタンクの過加圧の防止を必要とし得る。そのために、一実施形態では、冷却システム１２０、２２０の設計は、この目的のための主要構成要素として入力フラッシュタンクでの圧力センサ１３１を含む。さらに、冷凍システム１２０、２２０は通常、システムのこの領域での冷媒の品質をより正確に決定するために、圧縮機エコノマイズ回路の出口、例えば、圧縮機への中間段／第２段の入口で、２段圧縮機システムのために中間段の圧力を必要とする。そのために、冷却システム１２０、２２０の設計は、この目的のための主要構成要素として中間段圧力センサ１３１を含む。一般的な場合では、フラッシュタンク圧力は、中間段の入力側を表し、中間段の圧力は、中間段の出力側を表すことは、上記から明らかであろう。したがって、有利には、この場合も、これらの各パラメータ及びセンサ１３１は、互いに機能的なバックアップとして動作することができる。すなわち、中間段の圧力及び圧縮機１２２の中間段のそのセンサ１３１は、フラッシュタンク圧力の監視を容易にするために使用することができ、フラッシュタンク圧力及びそのセンサ１３１は、中間段の圧力決定を容易にすることができる。したがって、上述のような同様の理由のため、フラッシュタンク圧力センサ１３１は、第１の電源１３３ａから供給され、中間段圧力センサ１３１（フラッシュタンク圧力のバックアップとして動作する）は分離され、第２の電源（例えば、１３３ｂ）で動作する。
【００４９】
さらに、冷凍システム１２０、２２０は通常、全体的な効率を保証し、圧縮機１２２のフラッディング、ならびに圧縮機１２２の過熱による劣化を制限するために、圧縮機１２２での圧縮機圧力比の監視を必要とする。そのために、一実施形態では、冷却システム１２０、２２０の設計は、この目的のための主要構成要素として蒸発器１２８の出口に圧力センサ１３１を含む。さらに、冷凍システム１２０、２２０はまた、圧力比を含む圧縮機１２２のエンベロープ制御のために、主として圧縮機１２２での吸込圧力を使用し得る。多くの場合、蒸発器出口圧力及び圧縮機吸込圧力は、それらがある長さの配管によってのみ分離されているという点で類似している。いくつかのシステムでは、この長さが非常に短いことがあり、蒸発器出口圧力と圧縮機吸込口圧力との間の差異が非常に小さくなる。しかし、配管の長さが長い他のシステムでは、両者の間に差異があり得る。圧縮機吸込圧力の測定を行うために、冷凍システム１２０、２２０の設計は、この目的のための主要構成要素として圧縮機１２２の吸込口に圧力センサ１３１を含み得る。したがって、この場合も、有利には、これらの各パラメータ及びセンサ１３１は、選択された例及び構成で、互いに機能的なバックアップとして動作することができる。すなわち、圧縮機吸込口圧力及び圧縮機１２２のそのセンサ１３１は、蒸発器出口圧力監視を容易にするために使用することができ、蒸発器圧力及びそのセンサ１３１は、圧縮機１２２での圧力比監視を容易にすることができる。したがって、上述のような同様の理由のため、蒸発器圧力センサ１３１は、第１の電源１３３ａから供給され、圧縮機吸込口圧力センサ（蒸発器圧力のバックアップとして動作する）は分離され、第２の電源、例えば、１３３ｂで動作する。
【００５０】
いくつかの例では、冷凍システム１２０、２２０は、特定の動作制御点にとって重要ではない性質の選択センサ１３１を使用し得る。そのようなセンサ１３１は、必要に応じて、グループ化され別々に電力を供給され得る。例えば、湿度が高すぎると一部の貨物に悪影響を与える可能性があるため、湿度を制御して特定の種類の貨物の寿命を延ばすことができる。したがって、いくつかの実施形態では、湿度センサ１３１は一般に、除湿の目的のために冷凍システム１２０、２２０で使用される。いくつかの実施形態では、湿度センサ１３１によって提供されるシステム機能の機能バックアップを提供する必要がない。しかし、このセンサ１３１及び電源、例えば、１３３ｃを、システム機能の機能性にとって、より重要であると考えられる他のより多くのセンサ１３１及び構成要素、及びそれらのバックアップ、ならびに電源１３３ａ、１３３ｂから分離することにより、このセンサ１３１または電源１３３ｃで障害が検出された場合、冷凍システム１２０、２２０の機能性が保証される。重要ではないセンサ１３１の実施例としては、限定されないが、輸送用冷凍システム１２０、２２０で使用され得るように、湿度、Ｏ２、または紫外線微粒子の大気中微粒子分離器などの空気清浄機の状態などが挙げられ得る。
【００５１】
図６は、輸送用冷凍システム１２０、２２０のための耐故障性配電方法４００のフローチャートを示す。方法４００は、プロセスステップ４１０で、輸送用冷凍システム１２０、２２０、より具体的には、電力システム２００のための選択された制御機能の動作にとって重要な各センサ１３１を識別することにより開始される。輸送用冷凍システム１２０、２２０のための選択された制御機能の動作にとって重要な各センサ１３１に対するバックアップとして動作可能な各センサ１３１は、プロセスステップ４２０で識別される。プロセスステップ４３０では、方法４００は引き続き、輸送用冷凍システム１２０、２２０のための選択された制御機能の動作にとって重要ではない各センサ１３１を識別する。プロセスステップ４４０では、方法４００は引き続き、輸送用冷凍システム１２０、２２０のための選択された制御機能の動作にとって重要な各センサ１３１を第１の電源１３３ａから動作させる。次に、プロセスステップ４５０で示されるように、輸送用冷凍システム１２０、２２０のための選択された制御機能の動作にとって重要なセンサ１３１のバックアップとして動作可能なセンサ１３１を、第２の電源１３３ｂから動作させ電力を供給させる。最後に、プロセスステップ４６０に示されるように、輸送用冷凍システム１２０、２２０のための選択された制御機能の動作にとって重要ではないセンサ１３１を、第３の電源１３３ｃから動作させ電力を供給させる。前述したように、輸送用冷凍システム１２０、２２０の所望の動作及び所望の耐故障性を容易にするために、第１の電源１３３ａ、第２の電源１３３ｂ、及び第３の電源１３３ｃは分離され（以下、必要なだけの数の電源１３３についても同様）、互いに独立している。
【００５２】
本開示は限られた数の実施形態のみに関連して詳細に提供されているが、本開示はそのような開示された実施形態に限定されないことが容易に理解されるべきである。むしろ、実施形態は、これまで説明されていないが、本開示の精神及び範囲に相応する、任意の数の変形形態、代替形態、置換形態、組み合わせ、部分的な組み合わせ、または等価の構成を組み込むように修正することができる。さらに、様々な実施形態が説明されてきたが、本開示の態様は説明された実施形態のいくつかのみを含み得ることを理解されたい。したがって、実施形態は、前述の説明によって限定されると見なされるべきではなく、添付の特許請求の範囲のみに限定される。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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