[发明专利]运输制冷单元的灵活和可扩展模块控制系统

说明书

相关申请的交叉引用

本申请是根据国际合作条约提交的国际专利申请，其按照35 USC $ 119（e）要求于2010年8月13日提交的美国临时专利申请No. 61/373,504的优先权。

技术领域

本发明总体上涉及运输制冷单元，且具体地涉及用于具有诊断和预测能力的运输制冷单元的灵活和可扩展模块控制系统。

背景技术

制冷系统通常用于冷却期望区域。通过从封闭区域移除热量并且将该热量传送到位于该封闭区域之外的外部大气来执行制冷。制冷系统广泛用于住宅和商业食品冰箱、家中和机动车辆中的空气调节单元以及船只和卡车的货物区域中。

用于调节卡车和拖车的货物空间中的冷冻和易腐烂负载的机动车制冷系统被称为运输制冷单元。除了具有典型制冷单元的基本部件（例如，压缩机、冷凝器盘管、冷凝器风扇、膨胀阀、蒸发器盘管和蒸发器风扇）外，诸如运输制冷单元的制冷系统具有附加部件，以监控该系统的性能并且控制该系统的功能。一些附加部件（例如，热敏电阻和压力传感器）监控性能，而其他部件（例如，开关或阀）有助于控制运输制冷单元。

目前，运输制冷单元预先构造有固定控制系统。现有运输制冷控制具有整体式设计并且具有有限的灵活性和可扩展性。添加附加特征和功能通常是困难或不可能的。例如，更大的存储或监控能力的需要受限于初始设计到控制系统中的存储量和部件。有限的存储和监控能力限制了诊断和预测能力。这意味着，现有整体式控制必须具有用于全部当前和将来需要的足够能力，或者新控制系统必须被设计并构造用于需要不同能力的每个应用。例如，复杂运输制冷控制系统需要设计指定给单个功能的固定数量的输入和输出。当用在更简单的系统上时，该复杂系统上的未被使用的输入和输出被浪费。替代地，具有固定输入和输出的简单系统不能够用附加的输入和输出来升级以满足复杂系统的需要。因此，用于运输制冷单元的现有整体式控制缺乏灵活性和可扩展性。

发明内容

根据本发明的一个方面，公开了一种用于制冷单元的控制系统。该控制系统可包括：用户接口，所述用户接口能够接收并且发出信息；功率控制模块，所述功率控制模块能够分配功率；第一模块，所述第一模块具有控制器以及至少一个连接器，所述至少一个连接器具有灵活输入和输出构造能力；以及接口总线，所述接口总线通信地联接所述用户接口、所述功率控制模块和所述第一模块。

根据本发明的另一方面，公开了一种具有控制系统的制冷单元。该制冷单元可包括：制冷系统，所述制冷系统能够从封闭区域移除热量并且将该热量传送到位于所述封闭区域之外的外部大气；以及控制系统，所述控制系统可操作地联接到所述制冷系统并且能够控制并监控所述制冷系统。所述控制系统可包括：用户接口，所述用户接口能够接收并且发出信息；功率控制模块，所述功率控制模块能够分配功率；第一模块，所述第一模块具有控制器以及至少一个连接器，所述至少一个连接器具有灵活输入和输出构造能力；第二模块，所述第二模块具有带灵活输入和输出构造能力的至少一个连接器；以及接口总线，所述接口总线通信地联接所述用户接口、所述功率控制模块、所述第一模块和所述第二模块。

根据本发明的又一方面，公开了一种用于提供制冷系统的灵活和可扩展控制系统的方法。该方法可包括：提供接口总线，所述接口总线能够互换地接收各种模块；提供多个模块，每个模块都具有带灵活输入和输出构造能力的至少一个连接器；给与所述接口总线通信地联接的每个模块编址，以确保模块识别和构造；将所述模块的所述连接器构造为灵活输入和灵活输出中的一个；识别正确的输入和输出装置被操作地联接到所述模块的所述连接器；使用内部数据记录器来记录在所述系统中检测到的任何不正确操作，所述内部数据记录器操作性地联接到所述多个模块中的一个；以及通过用户接口来报告在所述系统中检测到的任何不正确操作。

其他优势和特征通过下述详细说明结合附图阅读时将是显而易见的。

附图说明

为了更完整地理解所公开的系统和方法，应当参考在所附附图中更详细地描述的实施方式，在附图中：

图1是根据现有技术的教导而构造的制冷系统的实施方式的框图；

图2是根据本发明的教导而构造的模块化控制系统的实施方式的框图；

图3是用于根据本发明的教导而构造的运输制冷单元的模块化控制系统的示例性实施方式的框图；

图4是描述根据本发明的教导而构造的灵活输入能力的采样电路的示意图；以及

图5是描述根据本发明的教导而构造的灵活输出能力的采样电路的示意图。