開關42從線圈40泄漏到子電路 36的放電電流作為與線圈有關的電學量。為此,子電路36包括:電阻電路,其優(yōu)選地是可以 提供至少兩個不同電學電阻值的可變電阻電路44 ;以及電壓測量電路46,其用于確定(圖 2所示的)電阻電路44或電阻電路44的至少一個電阻器上的電壓。通過憑借電壓測量電 路46的電壓測量,可以于是根據(jù)歐姆定律I = U/R確定泄漏通過電阻電路44的放電電流, 其中,分別地,I是放電電流,U是所測量的電壓,R是電阻電路44或電阻電路44的至少一 個電阻器的電阻。
[0072] 在操作期間,當開關42在時間段ΤΜ處于在位中時(如圖2所示),線圈40連接 到電壓源38,從而逐漸增加的充電電流從電壓源38流到線圈40。當開關42在時間段T# 期間處于離位中時,逐漸降低的放電電流通過電阻電路44流出線圈40。放電電流I (t)的 時間依賴性對應于上述公式(1)。
[0073] 通過測量放電電流I (t)從第一給定值L下落到第二給定值I 2的時間長度Δ t, 通過上述公式(2)確定線圈40的當前電感L。
[0074] 通過可變電阻電路44 (如圖2所示),即使放電電路的絕對電學電阻值是未知的或 并不精確地已知的,也可以精確地確定電感L。為此,可變電阻電路44受控,以一個接一個 地提供兩個不同電學電阻值&和R b,并且對于每種情況,測量放電電流從第一給定值下落 到第二給定值12的相應時間長度A 13和△ t b。然后通過上述公式(5)確定線圈40的電感 L〇
[0075] 實驗已經(jīng)示出,以此方式,可以在大約1 %的誤差邊際的情況下確定線圈電感L。 對于電感L = 500 μΗ和配置為AR = 1Ω并且I1;/I2= 1. 1的子電路36,用于每個電阻 值Ri、R2的從I i下落到I 2的放電電流的時間測量產(chǎn)生以下結(jié)果:Δ t a= 17. 04 μ s,Δ t b = 12. 52 μ s。應用公式(5)產(chǎn)生距500 μΗ的真實電感值小于1%誤差的大約495. 2 μΗ的電 感。
[0076] 圖3是用于確定線圈的電感L的電路52的更具體的實現(xiàn)方式的示意性電路示圖。
[0077] 電路52的左邊子電路54再次表示電機控制的部分,電路52的右邊子電路56表 示電感檢測部件(比如圖1中的電感檢測部件18a_c)。
[0078] 子電路54包括電動電機的線圈58,其可經(jīng)由包括兩個上電子開關64a_b和兩個下 電子開關64c-d的Η電橋62連接到DC電壓源60。通過Η電橋62,線圈58可以在任一方 向上連接到DC電壓源60。
[0079] 通過關閉例如開關64a和64d并且打開開關64c和64b,來自電壓源60的電壓可 以提供給線圈58,從而充電電流流過線圈58。通過打開開關64a和64d并且關閉開關64c 和64b,具有相反極性的電壓可以提供給線圈58。通過打開上開關64a和64b,線圈58也可 以與電壓源60斷連。
[0080] 電機受控于可以操作開關64a-d的PWM電路(未示出)。具體地說,PWM電路操作 開關64a,從而線圈58在充電時間段1^期間連接到電壓源60,并且在放電時間段T。"期間 與電壓源60斷連,而線圈58在每種情況下經(jīng)由開關64d連接到大地。對于電機旋轉(zhuǎn)的相 反方向,PWM電路可以替代地操作開關64b,從而線圈58在充電時間段1^期間連接到電壓 源60,并且在放電時間段T#期間與電壓源60斷連,而在每種情況下線圈58經(jīng)由開關64c 連接到大地。
[0081] 線圈58的兩個端子通過可以是例如肖特基PN二極管的兩個二極管68a_b以及檢 測線路66連接到子電路56。在放電時間段Trff期間(當兩個上電子開關64a-b打開時), 放電電流在向前方向上通過二極管68a-b之一從線圈58的一個端子流到子電路56。該特 定二極管的高側(cè)開關64a-b和低側(cè)開關64c或64d受控為打開,而另一低側(cè)開關64d或64c 關閉,以將線圈58的相反端子連接到大地電勢。以此方式,線圈58的放電電流可以獨立于 線圈極性泄漏到子電路56。低側(cè)開關64c-d配置為沒有寄生二極管,從而線圈不通過大地 短路。例如,開關64c-d可以均實現(xiàn)為兩個M0SFET的反相串聯(lián)連接。
[0082] 子電路56配置為根據(jù)上述公式(5)確定線圈58的電感L。為此,子電路56包括: 可變電阻電路70,其可以提供兩個不同電學電阻值RjPRb;以及電感確定電路80。該電感 確定電路80配置為測量通過艮或lUt漏的相應放電電流分別耗費于從第一給定值I ^ 落到第二給定值12的時間長度Δ t a和Δ t b。
[0083] 可變電阻電路70包括兩個電阻器72、74的串行連接,其中,開關76與電阻器72 并行連接。當開關76打開時,可變電阻電路70的總電阻值Ri合出為R a= R彳私,當開關76 關閉時,可變電阻電路70的總電阻值Rb給出為Rb=R2。從公式⑴可見,放電電路的電阻 越低,放電電流降低得越快。因此,當開關76關閉時,來自線圈58的放電電流降低得更快。
[0084] 電感確定電路80連接到兩個電阻器72、74和開關76的連接點78,其中,在該連接 點78處的電壓通過歐姆定律I = U/^與放電電流有關(電感確定電路80具體地配置為 具有高內(nèi)部電阻,從而放電電流I (t)基本上完全泄漏通過電阻器R2)。
[0085] 電感確定電路80包括比較器88,其用于將開始和停止信號提供給時鐘90,以隨后 測量用于可變電阻電路70的電阻值RjPRb的時間長度Ata和Atb。
[0086] 在圖3所示的示例中,比較器88配置為觸發(fā)時鐘90以一旦放電電流在時間段T# 的開始時泄漏通過子電路56就開始時間測量。因此,該示例中的第一電流值^等于最大 放電電流值Ic。通過包括兩個電阻器84a-b的串行連接的電壓分壓器82定義第二電流值, 兩個電阻器84a-b的連接點86可通過開關90連接到比較器88。開關90和電阻器92提供 采樣和保持功能以通過電阻器84a和84b以固定比例偏置比較器88,以定義對應于放電電 流12的電壓閾值。
[0087] 現(xiàn)將參照圖4a-圖4b以及圖5描述圖3所示的電路52的操作。
[0088] 在包括線圈58的電機的操作期間,PWM控件在時間段1^期間將線圈58連接到電 壓源60,從而流過線圈58的電流逐漸增加(充電電流),并且在時間段1;"期間將線圈58 與電壓源60斷連,從而流過線圈58的電流通過可變電阻電路70流動,并且由此逐漸降低 (放電電流)。在圖4a-圖4b中,對應于曲線圖的右邊縱坐標的矩形信號示出時間段?;η與 T#之間的PWM切換。圖4a示出20 %的PWM占空周期,圖4b示出90 %的PWM占空周期,其 中,的長度分別是對應于T 的一個完整PWM周期的20%或90%。通常,完整PWM周 期的??的比例越高,傳送到電機的功率越高。
[0089] 圖4a-圖4b還示出線圈的充電和放電電流。在ΤΜ期間,線圈連接到電壓源,并且 逐漸增加的充電電流流過線圈。在Trff期間,線圈反而連接到放電電路,從而放電電流再次 逐漸降低。對于圖4b所示的90 %的PWM占空周期,時間段T#對于線圈的完全放電太短, 從而下一 !"時段在電流偏移的情況下開始,并且在T。"的開始時的最大電流值I。從一個 PWM周期到另一 PWM周期逐漸增加。
[0090] 時間段Td用于通過子電路56確定線圈58的電感L。在第一時間段T。",3期間, 開關76受控為打開,從而放電電流通過可變電阻電路的求和電阻Ra= R dR2放電。在后續(xù) 第二時間段1^3期間,開關76受控為關閉,從而放電電流通過求和電阻Rb= 0+R2放電。 圖5a示出在兩個連續(xù)時間段Trffia(圖5a中的左邊)和Trffib(圖5a中的右邊)期間的放 電電流。由于Rb〈Ra,因此放電電流與第一時間段Trffia相比在第二時間段T啦淵間衰減得 更快。
[0091] 在每個時間段1;"13和T。"』的開始時,時鐘90受觸發(fā),以分別啟動時間測量Δ t a和A tb,從而在該示例中用于時間測量的第一給定電流值L設置為等于最大放電電流I。。
[0092] 同時,開關90關閉但達一時刻,以歸因于電壓分壓器82等于在相應時間段1;"的 開始時在連接點78處的電壓的所定義的比例而將電壓偏置提供給比較器。在相應時間段 Τμ的開始時在連接點78處的電壓對應于最大放電電流I。。在比較器88處所提供的電壓 偏置對應于最大放電電流I。的相應比例12。例如,如果電阻器84a的電學電阻值設置為電 阻器84b的電學電阻值的25%,則在比較器88處的電壓偏置設置為在連接點78處的相應 電壓的80%,其于是對應于最大放電電流I。的80%的放電電流值I 2。
[0093] 優(yōu)選地將IJP 12設置為電流PWM周期的I。的比例,而不是使用固定電流值,因為 這考慮例如圖4b所示的示例從一個PWM周期到另一 PWN周期在高PWM占空周期處的I。的 可能增加。
[0094] -旦放電電流并且隨之在連接點78處的電壓降落