本发明涉及一种控制具有压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器的制冷循环的方法，其中制冷剂-油混合物在所述制冷循环中流动，以及一种制冷循环、一种热管理系统和一种车辆。
背景技术：
压缩制冷设备用于不用领域的冷却。在这类设备中，制冷剂在制冷循环中流动，在这个制冷循环中，制冷剂通过蒸发和冷凝交替吸收热量并再次释放。热泵的工作方式也是基于这一原理。为便于技术实现，这个制冷循环具有压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器。
为了对压缩机进行润滑，将制冷机油(以下简称为油)添加到制冷剂中。较高的油含量(即油的总质量与整个制冷循环中的制冷剂总质量的比例)在良好润滑方面是有利的，但对制冷设备的效率具有不利影响。因此，应力求实现油含量的特定值或者这个油含量应当处于特定范围内，其中具体的值或范围与制冷剂和机油的具体组合有关。
为了对制冷剂循环中的制冷剂进行分析，可以使用超声波传感器(ep3376139a1)。该超声波传感器具有超声波发射器和对应的超声波接收器，这个超声波发射器和这个超声波接收器以彼此间隔特定的不可变的距离的方式布置。
超声波发射器发射被超声波接收器接收的超声波。这个超声波发射器和这个超声波接收器将发射和接收信号发送至处理单元，这个处理单元根据这些信号计算声速。
将待分析的液体的压力和温度的测量值一同纳入声速计算内。可以将计算出的声速与列表值进行比较，由此可以推断出液体的成分。
例如可以测定制冷剂中有多少油或者制冷剂是否被其他物质污染。在meyer,j.j.；jabardo,j.m.s.anultrasonicdeviceformeasuringtheoilconcentrationinflowingliquidrefrigerant(一种用于测量流动的液态制冷剂中的含油浓度的超声波装置)，acrctr-24，1992年9月，第1至10页中例如对测量结果的分析进行了说明。
通常温度和/或压力相关地对制冷循环进行控制或调节。然而，这通常是不够的，因为过冷和油循环对于制冷循环的稳定性及其故障概率而言都较为重要。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明的目的是提供用于改进制冷循环的控制的方案。
本发明用以达成上述目的的解决方案在于独立权利要求的主体。本发明的有利技术方案参阅从属权利要求。
本发明的一个方面涉及一种控制制冷循环的方法。这个制冷循环具有压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器。在工作状态下，制冷剂-油混合物在这个制冷循环中流动。例如可以将r1234yf、r134a或r744用作制冷剂。
此外，这个制冷循环还可以具有内部热交换器，这个内部热交换器具有用于液态制冷剂的腔室和用于气态制冷剂的腔室。冷凝器可以可选地对应有收集和干燥装置。此外，这个制冷循环还具有管线，例如形式为软管、管道，制冷循环的上述装置与这些管线连接。
可以将这个制冷循环用于冷却(例如作为压缩制冷设备的一部分)以及/或者用于加热(例如作为热泵的一部分)。冷却和加热这两种功能也可以在一个设备中相互结合。
根据本发明的控制方法提出以下步骤：设定油循环率的额定值范围，在制冷循环中的测量点处测定油循环率，检查所测得的油循环率是否处于油循环率的额定值范围内以及在所测得的油循环率不在油循环率的额定值范围内时，改变这个油循环率。
优选地，可以将根据本发明的控制方法作为调节方法的一部分而实施，在这个调节方法中，在改变之后重新测定这个油循环率并且将其与油循环率的额定值范围进行比较。可以连续地或者以一定的时间间隔对油循环率进行测定。因此，这个油循环率是调节变量。
通过最小和最大油循环率设定油循环率的额定值范围。最小和最大油循环率也可以具有视情况包括公差范围数据的相同的值，以便将油循环率的额定值预设为额定值范围的特例。
油循环率定义为测量点上(例如在用于测定油循环率的传感器上)特定时间点的制冷剂中的油的质量分数。因此，所述油循环率是用于表示制冷循环中实际循环的油量的计量。与此相反，制冷剂的油含量仅表示油的总质量与整个制冷循环中的制冷剂的总质量的比例。因此，与油循环率相反，油含量通常对于制冷循环的稳定性而言影响不大，因为实际循环的油量对此而言较为重要。
可以优选地借助超声波传感器装置，进一步优选地借助特殊的超声波传感器装置来测定油循环率，这个超声波传感器装置能够实现结构空间的最小化，进而在小尺寸的制冷循环中，例如在车辆中，也能进行在线监测。就此而言，参阅以下多超声波传感器装置的详细说明。
除油循环率之外，通常可以将压力和/或温度用作待控制的变量或调节变量。可以完全或部分地以计算机实现的方式来实施所述控制方法，即可以借助控制单元自动实施某些或所有方法步骤。
油循环率的控制或调节和监测有利地能够改善制冷循环的稳定性并降低故障概率。因此，即使在困难条件下，也可以可靠地操作制冷循环。
根据不同实施变体，可以通过改变膨胀阀的开口横截面以及/或者改变压缩机的转速来改变油循环率。
可以以任意顺序或者同时使用这两个措施，以便影响油循环率。有利地，可以简单地实施这两种措施，具体方式在于，打开或关闭膨胀阀以及降低或增大压缩机的转速。可以高精度地对油循环率进行调节，因为开口横截面和转速都可以精确地进行调节。
可以通过减小膨胀阀的开口横截面，即通过增大压力来增大油循环率，并且可以通过增大膨胀阀的开口横截面，即通过减小压力来减小油循环率。
此外，可以通过增大压缩机的转速来增大油循环率或者通过降低压缩机的转速来减小油循环率，因为油循环率通常随着转速的增大而增大。在此，要注意的是，油循环率的变化主要与压缩机的结构类型和不同工作点相关。为了考虑到这一点，可以借助特性曲线来改变油循环率，在这个特性曲线中储存有压缩机的转速与油循环率之间的关系。这样就能更高精度地调节油循环率。
根据其他实施变体，所述方法可以包括测定过冷状态。过冷是当前压力下制冷剂温度与蒸发温度之间的温差。
为此，实施以下步骤：设定制冷剂-油混合物的温度与制冷剂的蒸发温度之间的温差的压力相关的额定值范围，测定制冷剂-油混合物的温度和压力，在所测得的制冷剂-油混合物的压力下测定制冷剂-油混合物的温度与制冷剂的蒸发温度之间的温差，检查所测得的温差是否处于温差的额定值范围内。只有在所测得的温差处于温差的额定值范围内时，才测定油循环率。换句话说，可以将充分的过冷视为测定油循环率和后续方法步骤的前提。
如果不存在过冷，则会形成气泡，这可能会对油循环率的测定产生负面影响，甚至可能使其无法实现。这例如针对于借助超声波传感器装置测定油循环率，因为气泡可能会导致声速发生变化，从而导致测量结果失真。因此，通过预先测定过冷状态可以更可靠地测定油循环率并且可以提高测量精度。此外，可以将所测得的过冷用于其他控制方法或者用于监测制冷循环的工作能力，例如以便检测缺乏制冷剂或制冷剂污染。
如果在测定过冷状态时确定所测得的温差不在温差的额定值范围内，则可以通过改变制冷剂-油混合物的温度和/或压力来改变温差，例如以某种方式进行改变，使得这个温差在改变温度和/或压力后处于温差的额定值范围内。换句话说，可以对过冷状态进行调节。
例如可以通过改变膨胀阀的开口横截面以及/或者改变压缩机的转速来改变制冷剂-油混合物的温度和/或压力的变化。如果膨胀阀的开口横截面增大，则会致使温差增大。反之，膨胀阀的开口横截面减小会致使温差减小。压缩机的转速降低会致使温差增大，而压缩机的转速增大则会致使温差减小。
作为替代或补充性方案，也可以通过调温装置，例如位于车辆前部的风扇或用于对车内温度进行调温的鼓风机来改变制冷剂-油混合物的温度。
根据不同实施变体，可以借助超声波传感器装置来测定油循环率。
所述超声波传感器装置具有超声波发射器和超声波接收器，所述超声波发射器和所述超声波接收器以彼此间隔不可变的距离的方式布置。超声波发射器将超声波发射到待分析的制冷剂-油混合物中。在超声波经过制冷剂-油混合物后，超声波接收器会接收这些超声波。可以根据这些超声波从发射到接收所需的时长来测定制冷剂-油混合物中的声速。这个声速又给出关于制冷剂-油混合物的特性的提示信息，因为声速例如随着制冷剂-油混合物的成分而有所变化。
有利地，可以借助超声波传感器装置精确且可靠地测定油循环率，而不会对制冷剂-油混合物产生负面影响。
此外，借助下文所描述的超声波传感器装置的特殊技术方案，即使在结构空间较小的情况下，也能连续监测油循环率，因为这个超声波传感器装置的特征在于特别节省空间的设计。例如可以在车辆的制冷循环中，例如在乘用车的空调设备中持续监测油循环率。
所述超声波传感器装置具有布置在发射器保持元件上的超声波发射器和布置在接收器保持元件上的超声波接收器，其中所述超声波发射器和所述超声波接收器以彼此间隔不可变的距离的方式布置，且其中所述发射器保持元件和/或所述接收器保持元件采用回形或螺旋式构建方案。
超声波发射器和超声波接收器优选布置在发射器保持元件或接收器保持元件的一端上。这些保持元件用于将超声波发射器或超声波接收器定位在超声波传感器装置内。同时可以将这些保持元件用于超声波发射器或接收器的信号技术连接。在与超声波发射器或接收器相对的末端上，这些保持元件可以具有连接装置，用于固定在壳体上以及/或者以便将控制单元与超声波发射器或接收器连接在一起。
所述超声波传感器装置可以具有壳体，在这个壳体中布置有所述装置的设备，即布置有超声波发射器和超声波接收器连同保持元件。待分析的液体，即制冷剂-油混合物可以通过壳体中的开口流入超声波传感器装置以及流出，其中根据具体的安装情况得出这个液体的主流向。超声波发射器和超声波接收器通常以某种方式布置，使得超声波发射器与超声波接收器之间的穿过液体的距离小于经过保持元件的距离。这些保持元件例如可以以例如由不锈钢制成的纵向延伸的线材的形式构建。
回形的构建方案意味着保持元件具有多个弯曲，从而产生环线、折叠的结构等。螺旋式构建方案意味着保持元件具有匝，优选至少两匝。
回形和螺旋式构建方案均意味着保持元件的其上布置有超声波发射器或接收器的一端与这个保持元件的可以用于与处理单元连接的另一端之间的直线距离明显短于这个保持元件沿回形或螺旋式结构的长度。因此，与在采用保持元件的传统的直线构建方案的情况下相比，超声波穿过这个保持元件所走的距离明显更长，因而相应地需要更多的时间来走过穿过这个保持元件的距离。
保持元件的这个构建方案有利地能够实现超声波传感器装置的微型化，因为通过回形或螺旋式构建方案可以减小直线距离，而不会缩短走过穿过保持元件的距离所需的时长。与常规超声波传感器装置相比，可以降低材料需求和安装成本。
通过微型化方案不仅可以将这个超声波传感器装置用于测试目的，例如试验台检查，而且还可以将其用于对制冷循环进行在线分析，即连续或周期性地进行监测。例如可以将超声波传感器装置安装在任何车辆中以进行保留。将可得的测量值用于控制或调节制冷循环，以便实现更高的功率并且提高操作安全性以及减少损坏。
可选地，所述超声波传感器装置可以具有适于固定保持元件的稳定元件。
借助这些稳定元件例如可以减少或防止保持元件的振动，从而抵消对测量值的影响并且获得更可靠的测量结果。这些稳定元件优选地可以以某种方式构建和布置，从而尽可能减少因超声波传感器装置而对待分析的液体的通流和流动造成的影响。应尽可能避免湍流。
以垂直于待分析的液体的主流向的方式居中布置在超声波传感器装置中的环形稳定元件例如可以以星形的方式借助其他稳定元件与这个超声波传感器装置的壳体连接。
这些稳定元件的材料应当以某种方式选定，使得所发射的超声波不会比穿过液体时更快地通过这些稳定元件到达超声波接收器。可能的材料例如可以是塑料(如聚乙烯)或复合材料。此外，可以对这些稳定元件与保持元件之间的连接点进行解耦。
所述保持元件和/或所述稳定元件可以布置在一个平面中。这个平面优选垂直于待分析的液体的主流向而定向。通过这些保持或稳定元件的主延伸方向来确定这个平面。
这样就有利地尽可能减小对待分析的液体的通流和流动的影响，从而获得更可靠的测量结果。此外，超声波发射器和/或超声波接收器也可以与保持元件或稳定元件布置在同一平面中。
所述超声波传感器装置优选可以以某种方式构建，使得经过这个超声波传感器装置的压降尽可能小，以便对制冷剂的过冷产生尽可能小的影响。此外，具体的可容许压降与制冷剂相关，因为不同制冷剂的材料特性差异很大。
在采用制冷剂r744时，经过这个超声波测量装置的压降最大为15·104pa。就烃基制冷剂而言，例如r134a、r1234yf、r290等，压降不应超过5·104pa。
例如可以通过这些保持元件和(视情况)稳定元件的横截面、数量和布置来影响这个压降。可以例如借助流动模拟来测定具体的压降。
所述超声波传感器装置可以可选地具有压力传感器。借助这个压力传感器可以直接在超声波传感器装置内测定制冷剂-油混合物的压力。因为需要压力作为用于计算声速的参数，所以可以通过在这个超声波传感器装置内测定压力来特别精确地计算声速。
这个压力传感器优选可以垂直于待分析的液体的主流向而布置，进一步优选布置在超声波发射器和超声波接收器的上游。垂直于主流向的布置方案是优选的，因为在此情况下无需考虑到动压。优选采用上游布置方案，因为在此情况下无需考虑到经过超声波传感器装置的压降。这样就能减小由超声波发射器和超声波接收器以及各个保持元件而引起的流动现象对压力测量的影响。
此外，在超声波发射器和/或超声波接收器的区域中可以布置有温度传感器。除压力外，温度也会影响声速并且也会被纳入声速计算中。通过将温度传感器布置在超声波发射器和/或超声波接收器的区域中，可以在应测定声速的区域中进行温度测量，即在超声波发射器与超声波接收器之间的液体中进行温度测量。因此，可以特别精确地计算声速。
此外，所述超声波发射器可以适于发射具有相移和/或频率调制的声波，以便消除具有在可听范围内的波长的声波。这种消除也可以被称为“主动噪声消除”。
如果检测到处于可听范围内(例如频率在16hz至20hz之间)的例如可能是由制冷循环的压缩机而引起的声波，则超声波发射器可以发射具有这种相移(例如180°的相移)和合适的频率调制的声波，以便消除可听范围内的声波。
在操作超声波传感器时，可以避免产生可听见的噪音。这样就能提高用户接受度。
例如可以借助超声波接收器来检测可听范围内的声波，除检测超声波之外，这个超声波接收器还可以适于检测可听范围内的声波。如果检测到可听范围内的声波，则可以生成并输出控制信号，这个控制信号促使具有相移的声波发射，以消除可听范围内的声波。
本发明的另一方面涉及一种具有压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器、用于测定油循环率的传感器装置以及控制单元的制冷循环，所述制冷循环包括用于实施上述方法的构件。因此，根据本发明的方法的上述优点相应地与根据本发明的制冷循环相关联。
所述传感器装置是制冷循环的固定组成部分，因而可以连续或周期性地分析制冷剂，而无需提取制冷剂样本或在制冷循环上进行改变。所述传感器装置优选构建为超声波传感器装置，进一步优选构建为发射器保持元件和/或接收器保持元件采用回形或螺旋式构建方案的超声波传感器装置。就此而言，参阅超声波传感器装置的以上描述。
所述超声波传感器装置优选可以布置在冷凝器的下游以及膨胀阀的上游。制冷剂在这个区域中有利地是液态的，以便获得稳定且可靠的测量结果。
此外，所述制冷循环可以具有内部热交换器，这个内部热交换器具有用于液态制冷剂的腔室和用于气态制冷剂的腔室，其中所述超声波传感器装置可以布置在这个内部热交换器的用于液态制冷剂的腔室的上游或下游。这个超声波传感器装置例如可以布置在冷凝器的下游以及布置在用于液态制冷剂的腔室的上游，其中所述用于液态制冷剂的腔室又布置在膨胀阀的上游。
布置在用于液态制冷剂的腔室的下游的优点在于，制冷剂在这个区域中更可能是液态的，因此可以获得稳定且可靠的测量结果。但是，上游的布置方案在正常条件下也是可用的。
此外，所述冷凝器可以对应有收集和干燥装置，其中根据制冷循环中的安装情况，所述超声波传感器装置布置在所述收集和干燥装置的下部区域中。这个超声波传感器装置例如可以集成在收集和干燥装置的过滤器中。
这样一来，在已存在收集和干燥装置时，有利地能够以节省空间的方式安放超声波传感器装置。此外，这个收集和干燥装置的干燥筒可以简单地进行更换，以便能够简单地借助超声波传感器装置对制冷循环进行改装并且可以对这个超声波传感器装置进行简单的维护。
控制单元从传感器(如超声波传感器装置、温度传感器、压力传感器等)接收传感器信号并基于指令或编程在控制单元中的代码根据一个或多个例程来处理这些传感器信号。
为了实施根据本发明的方法，可以将油循环率的额定值范围储存在控制单元中，以便给定这个范围。然后，这个控制单元根据传感器装置的传感器信号测定油循环率并检查所测得的油循环率是否处于油循环率的额定值范围内。如果所测得的油循环率不在油循环率的额定值范围内，则改变这个油循环率，具体方式在于，这个控制单元响应经处理的传感器信号而将控制信号发送至致动器，例如压缩机、膨胀阀等。
这个控制单元可以以硬件和/或软件的方式实现并且可以物理上以一体式或复合式的方式构建。这个控制单元例如可以是车辆的电动机控制器的部分或者集成到这个电动机控制器中。
本发明的另一方面涉及一种具有如上所述的制冷循环的热管理系统。因此，制冷循环的优点相应地与这种车辆相关联。
所述热管理系统可以适于冷却和/或加热目标环境，例如车辆内部。这个热管理系统例如可以是压缩制冷设备或热泵。这两种功能也可以相互结合。
所述制冷循环使得热管理系统能够可靠地工作。可以延长这个热管理系统的使用寿命。此外，可以节省用于操作热管理系统的能量，因为以作为待控制的变量或调节变量的油循环率进行控制或调节能够实现节能运行。
本发明的另一方面涉及一种具有如上所述的热管理系统的车辆。因此，热管理系统的优点相应地与这种车辆相关联。
在此情况下，车辆指的是任何移动的交通工具，即陆上交通工具和水上交通工作或飞机，例如指的是乘用车。所述车辆可以构建为电动车或混合动力电动车，例如构建为轻度混合动力电动车或全混合动力电动车。
所述热管理系统可以构建为车辆的空调设备。基于通过根据本发明的方法及其在产品方面的实施得以实现的在线分析的可能性，可以对空调设备进行有所改进的控制或调节，从而降低使用寿命内的能耗。特别是在电动车中，这可以起到积极的作用，因为就空调设备而言需要从电池中提取较少的能量，因而可以延长有效距离。
此外，有所改进的控制或调节可以实现更长的使用寿命和更可靠的工作条件。可以提早确定制冷剂损耗并且可以相应地调节或关断空调设备或制冷循环。
所述热管理系统也可以构建为热泵，以便特别是就电动车而言能够对车辆内部以及视情况待加热的器件节能地进行加热，进而增大电动车的有效距离。
此外，通过使用具有回形或螺旋式构建的发射器保持元件和/或接收器保持元件的特殊的超声波传感器装置而实现的传感器装置的微型化在车辆领域也具有特别积极的作用，因为车辆中的结构空间通常非常有限并且常规的超声波传感器装置因其尺寸较大而不适于借助始终将超声波传感器装置保留在车辆中而进行串联安装。
附图说明
下面结合附图和相关描述对本发明进行详细说明。其中：
图1为用于表示示例性调节方法的图示；
图2为示例性流程图；
图3为示例性超声波传感器装置；
图4为这个示例性超声波传感器装置的横截面；
图5为另一示例性超声波传感器装置；
图6为这个另一示例性超声波传感器装置的横截面；
图7为示例性制冷循环；
图8为另一示例性制冷循环；
图9为另一示例性制冷循环；
图10为示例性收集和干燥装置；以及
图11为示例性车辆。
具体实施方式
图1为用于表示具有根据本发明的控制方法的示例性调节方法的图示。这个方法用于调节制冷循环12，这个制冷循环具有压缩机13、冷凝器14、膨胀阀15和蒸发器16(见图7至9)。制冷剂-油混合物10在制冷循环12中流动。基于作为控制变量的油循环率ocr进行上述调节。可以将其他控制变量，例如温度、压力等，一同纳入这个调节内。
将目标油循环率(目标ocr)设定为指令变量并将其与当前油循环率ocr进行比较，在制冷循环12中的测量点处测定这个当前油循环。可以设有可容许的偏差，从而得出油循环率ocr的额定值范围。
在对目标ocr和当前油循环率ocr进行比较时，如果确定由于干扰因素而出现偏差，则改变油循环率ocr。为此，在控制单元27中产生控制信号28a、28b，这些控制信号引起压缩机13的转速rpm的变化以及/或者膨胀阀15的开口横截面txv的变化，从而改变油循环率ocr。
可以预先检查过冷状态，具体方式在于，在制冷剂-油混合物10的当前压力下测定制冷剂-油混合物10的温度与制冷剂的蒸发温度之间的温差δt并且将其与温差δt的额定值进行比较。只有在所测得的温差δt处于温差δt的额定值范围内时，才测定油循环率ocr。
图2为具有根据本发明的控制方法的调节方法的示例性流程图。首先，在第一步骤s1中测定过冷状态，即检查制冷剂-油混合物10的温度与制冷剂的蒸发温度之间的温差δt是否足够高并且是否处于温差δt的额定值范围内。如果是这种情况，则这个方法继续进行到步骤s2。
在步骤s2中，例如借助超声波传感器装置1来测量油循环率ocr。随后，在步骤s3中检查油循环率ocr是否足够，即所测得的油循环率ocr是否足够高并且是否处于油循环率ocr的额定值范围内。如果是这种情况，则结束这个方法。这个方法也可以可选地返回到步骤s1，即持续对过冷状态和油循环率ocr进行监测。
与此相反，如果在步骤s3中确定油循环率ocr不足，则这个方法继续进行到步骤s4。在步骤s4中检查膨胀阀15的开口横截面txv是否大于最小开口横截面txv_min。最小开口横截面txv_min是不得低于的膨胀阀15的开口横截面txv。在使用r1234yf或r134a作为制冷剂的设备中，最小开口横截面txv_min可以相当于约0.3-0.4mm的自由横截面，在采用r744时约为0.2mm。
只有在适用txv>txv_min的情况下，才可以在步骤s5中减小开口横截面txv。这会使得压力增大并且致使油循环率ocr期望地增大。与此相反，如果不满足条件txv>txv_min，则这个方法继续进行到步骤s6。
在步骤s6中检查压缩机13的转速rpm是否小于压缩机13的最大转速rpm_max。只有在适用rpm<rpm_max的情况下，才可以在步骤s7中增大转速rpm。转速rpm的增大致使油循环率增大。作为补充性方案，可以控制其他选项，例如其他切换阀，以便增大油循环率ocr。然后，这个方法再次返回到步骤s1。
如果在步骤s1中确定制冷剂-油混合物10的温度与制冷剂的蒸发温度之间的温差δt不够高并且不在温差δt的额定值范围内，则这个方法继续进行到步骤s8。
在步骤s8中检查压缩机13的转速rpm是否大于最小转速rpm_min。最小转速rpm_min是不得低于的转速rpm。就内燃机而言，在rpm≤rpm_min时，这个内燃机处于关断的工作状态。就电动压缩机13而言，由制造商来设定最小转速rpm_min。如果适用rpm>rpm_min，则可以在步骤s9中降低转速rpm。由此降低制冷剂-油混合物10的温度，使得温差δt增大。
如果在步骤s8中确定不适用rpm>rpm_min，则无法降低转速rpm并且这个方法继续进行到步骤s10。在步骤s10中检查膨胀阀15的开口横截面txv是否大于最小开口横截面txv_min。如果是这种情况，即适用txv>txv_min，则这个方法继续进行到步骤s11并且增大开口横截面txv。这也致使制冷剂-油混合物10的温度降低，使得温差δt增大。
与此相反，如果在步骤s10中确定不适用txv>txv_min，则这个方法继续进行到步骤s12。在步骤s12中检查风扇的转速lüfter-rpm是否大于风扇的最大转速rpm_max(lüfter)。如果适用lüfter-rpm<rpm_max(lüfter)，则可以在步骤s13中增大风扇的转速lüfter-rpm。这致使制冷剂-油混合物10冷却，进而使得温差δt增大。作为补充性方案，可以使用其他选项，例如鼓风机，以便增大温差δt。然后，这个方法返回到步骤s1。
图3为示例性超声波传感器装置1的示意图，可以将这个超声波传感器装置用于实施控制或调节方法。图3所示超声波传感器装置1具有超声波发射器3和超声波接收器5，这个超声波发射器和这个超声波接收器以彼此间隔不可变的距离6的方式布置。例如可以将超声波发射器3与超声波接收器5之间的最短距离视为距离6，但也可以将任何其他距离也用作参考。至关重要的是，超声波从超声波发射器3到超声波接收器5所走的距离保持恒定。
超声波发射器3布置在发射器保持元件2上，超声波发射器3通过这个发射器保持元件借助连接装置23固定在超声波传感器装置1的壳体22上。此外，发射器保持元件2还用于向超声波发射器3传输数据以及从这个超声波发射器传输数据。
超声波接收器5布置在接收器保持元件4上，超声波接收器5通过这个接收器保持元件借助连接装置23固定在超声波传感器装置1的壳体22上。此外，接收器保持元件4还用于向超声波接收器5数据传输以及从这个超声波接收器传输数据。
发射器保持元件2和接收器保持元件4均采用螺旋式构建方案。两个保持元件2、4均具有2.5匝，其中这个匝数是示例性的并且本发明不限于特定的匝数。通过保持元件2、4的螺旋式构建方案，与采用直线构建方案的保持元件相比，在相同外部尺寸下，穿过保持元件2、4的距离大幅延长。因此，保持元件2、4的螺旋式构建方案能够实现超声波传感器装置1的微型化，因为较小的外部尺寸就足以实现穿过保持元件2、4的相同距离。
此外，超声波传感器装置1具有稳定元件7。居中布置有环形的稳定元件7，这个稳定元件借助另外四个稳定元件7星形地与壳体22连接。
稳定元件7用于固定保持元件2、4，从而防止振动并且使得距离6更可靠地始终保持恒定。稳定元件7以某种方式布置，以便尽可能避免流动的限制并且不产生湍流。
保持元件2、4和稳定元件7布置在垂直于待分析的制冷剂-油混合物10的主流向9而布置的平面中。
此外，超声波传感器装置1具有两个布置在超声波发射器3和超声波接收器5的区域中的温度传感器11以及一个压力传感器8(参见图4)，其中这个压力传感器垂直于主流向9而布置。
超声波发射器3将超声波发射到待分析的制冷剂-油混合物10中。在超声波经过制冷剂-油混合物10之后，超声波接收器5接收这些超声波。可以根据这些超声波从发射到接收所需的时长来测定制冷剂-油混合物10的声速。这个声速又给出关于制冷剂-油混合物10的特性的提示信息，因为这个声速例如随着制冷剂-油混合物10的成分而有所变化。
图4为图3所示超声波传感器装置沿图3中的线a-a的剖面图。壳体22具有入口24和出口25，待分析的制冷剂-油混合物10可以通过这个入口和这个出口流入或流出。在超声波传感器装置1内，制冷剂-油混合物10沿主流向9流动。
在图4中还可以看出，在壳体22上，压力传感器8垂直于主流向9地布置在超声波发射器3和超声波接收器5的上游。
图5和图6示出超声波传感器装置1的另一实施变体。与图3和图4所示实施变体不同，仅超声波发射器3布置在螺旋式构建的发射器保持元件2上，而超声波接收器5则布置在直线构建的接收器保持元件4上。作为替代方案，超声波接收器5也可以布置在螺旋式构建的接收器保持元件4上，而超声波发射器3则布置在直线构建的发射器保持元件2上。此外，在这个实施变体中，未设有稳定元件7，但可以可选地实现这些稳定元件。
图6为图5所示超声波传感器装置沿图5中的线b-b的剖面图。
图7为示例性制冷循环12的示意图。制冷循环12具有压缩机13，沿主流向9来看，具有冷凝器14、膨胀阀15和蒸发器16。冷凝器14对应有收集和干燥装置20，其中收集器和干燥器也可以构建为独立的器件。
另一个可选的器件是内部热交换器17。这个内部热交换器具有用于液态制冷剂的腔室18，这个腔室在冷凝器14的下游以及在膨胀阀15的上游被液态制冷剂流过，并且这个内部热交换器具有用于气态制冷剂的腔室19，这个腔室在蒸发器16的下游以及在压缩机13的上游被气态制冷剂流过。
此外，制冷循环12具有超声波传感器装置1，其可以根据图2和图3或图4和图5进行构建。超声波传感器装置1的发射器保持元件和/或接收器保持元件4采用回形或螺旋式构建方案。
在图7所示实施变体中，超声波传感器装置1布置在内部热交换器17的用于液态制冷剂的腔室18的下游并且布置在膨胀阀15的上游。
在图8所示另一实施变体中，与图7不同，超声波传感器装置1布置在冷凝器14的下游并且布置在内部热交换器17的用于液态制冷剂的腔室18的上游。
在图9所示另一实施变体中，与图7和图8不同，超声波传感器装置1布置在收集和干燥装置20中。如图10所示，超声波传感器装置1例如可以布置在收集和干燥装置20的下部区域(以虚线示出)中。
图11示出具有热管理系统29的车辆21，这个热管理系统具有制冷循环12。制冷循环12例如可以以如图7、8或9所描述的方式构建。车辆21可以是乘用车，其可选地构建为电动车。
附图标记表
1超声波传感器装置
2发射器保持元件
3超声波发射器
4接收器保持元件
5超声波接收器
6距离
7稳定元件
8压力传感器
9主流向
10制冷剂-油混合物
11温度传感器
12制冷循环
13压缩机
14冷凝器
15膨胀阀
16蒸发器
17内部热交换器
18用于液态制冷剂的腔室
19用于气态制冷剂的腔室
20收集和干燥装置
21车辆
22壳体
23连接装置
24入口
25出口
26控制单元
27传感器信号
28a、28b控制信号
29热管理系统
s1至s13方法步骤
ocr油循环率(英语：oilcirculationrate)
rpm压缩机的转速(英语：roundsperminute)
rpm_min压缩机的最小转速
rpm_max压缩机的最大转速
lüfter_rpm风扇的转速
rpm_max(lüfter)风扇的最大转速
txv膨胀阀的开口横截面
txv_min膨胀阀的最小开口横截面
δt温差
1.一种控制制冷循环(12)的方法，所述制冷循环具有压缩机(13)、冷凝器(14)、膨胀阀(15)和蒸发器(16)，其中制冷剂-油混合物(10)在所述制冷循环(12)中流动，所述方法包括：：
-设定油循环率(ocr)的额定值范围，
-在所述制冷循环(12)中的测量点处测定所述油循环率(ocr)，
-检查所测得的所述油循环率(ocr)是否处于所述油循环率(ocr)的额定值范围内，以及
-在所测得的所述油循环率(ocr)不在所述油循环率(ocr)的额定值范围内时，改变所述油循环率(ocr)。
2.根据权利要求1所述的方法，其中通过改变所述膨胀阀(15)的开口横截面(txv)以及/或者改变所述压缩机(13)的转速(rpm)来改变所述油循环率(ocr)。
3.根据权利要求2所述的方法，其中通过减小所述膨胀阀(15)的开口横截面(txv)来增大所述油循环率(ocr)或者通过增大所述膨胀阀(15)的开口横截面(txv)来减小所述油循环率。
4.根据权利要求2或3所述的方法，其中通过增大所述压缩机(13)的转速(rpm)来增大所述油循环率(ocr)或者通过降低所述压缩机(13)的转速(rpm)来减小所述油循环率。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的方法，其中借助特性曲线来改变所述油循环率(ocr)，在所述特性曲线中储存有所述压缩机(13)的转速(rpm)与所述油循环率(ocr)之间的关系。
6.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其包括：
-设定所述制冷剂-油混合物(10)的温度与所述制冷剂的蒸发温度之间的温差(δt)的压力相关的额定值范围，
-测定所述制冷剂-油混合物(10)的温度和压力，
-在所测得的所述制冷剂-油混合物(10)的压力下测定所述制冷剂-油混合物(10)的温度与所述制冷剂的蒸发温度之间的温差(δt)，
-检查所测得的所述温差(δt)是否处于所述温差(δt)的额定值范围内，
只有在所测得的所述温差(δt)处于所述温差(δt)的额定值范围内时，才测定所述油循环率(ocr)。
7.根据权利要求6所述的方法，其包括：
-只有在所测得的所述温差(δt)不在所述温差(δt)的额定值范围内时，才改变所述制冷剂-油混合物(10)的温度和/或压力。
8.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中借助超声波传感器装置(1)来测定所述油循环率(ocr)。
9.根据权利要求8所述的方法，其中所述超声波传感器装置(1)具有布置在发射器保持元件(2)上的超声波发射器(3)和布置在接收器保持元件(4)上的超声波接收器(5)，其中所述超声波发射器(3)和所述超声波接收器(5)以彼此间隔不可变的距离(6)的方式布置，且其中所述发射器保持元件(2)和/或所述接收器保持元件(4)采用回形或螺旋式构建方案。
10.根据权利要求9所述的方法，其中所述超声波传感器装置(1)具有适于固定所述保持元件(2、4)的稳定元件(7)。
11.一种制冷循环(12)，所述制冷循环(12)具有压缩机(13)、冷凝器(14)、膨胀阀(15)、蒸发器(16)、用于测定油循环率(ocr)的传感器装置(1)以及控制单元(26)，所述制冷循环包括用于实施根据权利要求1至10中任一项所述的方法的构件。
12.一种具有根据权利要求11所述的制冷循环(12)的热管理系统(29)。
13.一种具有根据权利要求12所述的热管理系统(29)的车辆(21)。
技术总结