專利名稱：用于高電壓產(chǎn)生裝置的檢測斷線的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于高電壓產(chǎn)生裝置的檢測斷線的方法。
背景技術(shù)：
靜電涂裝設(shè)備(painting apparatus)包括向涂料、涂裝槍等施加高電壓的高電壓產(chǎn)生裝置。在由靜電涂裝設(shè)備執(zhí)行的靜電涂裝中，高電壓產(chǎn)生裝置施加負(fù)的高電壓以使涂料帶負(fù)電位，并且涂裝目標(biāo)對象的電位被設(shè)定為“0”(通過將涂裝目標(biāo)對象接地)。因此， 在涂料與涂裝目標(biāo)對象之間形成了靜電場，以對涂裝目標(biāo)對象執(zhí)行靜電涂裝。高電壓產(chǎn)生裝置包括電壓產(chǎn)生部，其產(chǎn)生工作電壓；以及電壓升壓部(所謂的級聯(lián)式)，其使由電壓產(chǎn)生部產(chǎn)生的工作電壓升壓。這些部分通常通過低電壓電纜電連接。在如此配置的高電壓產(chǎn)生裝置中，在低電壓電纜中可能會發(fā)生斷線。因此，期望開發(fā)一種用于精確地檢測上述的斷線的技術(shù)。例如，公開了用于檢測在高電壓產(chǎn)生裝置中發(fā)生的異常的技術(shù)。公開號為 6-320066的日本專利申請(JP-A-320066)公開了這樣一種技術(shù)其中，在高電壓產(chǎn)生裝置的輸出電壓增加預(yù)定值的同時(shí)，將高電壓產(chǎn)生裝置的輸出電流中所允許增加的最大值限定為“di/dt值”，并且每隔預(yù)定時(shí)間估算“di/dt值”。具體地，根據(jù)在施加高電壓期間的電流值隨時(shí)間的變化量來檢測過載狀態(tài)(高電壓異常)。例如，在電流值在IOms內(nèi)增加40A以上的情況下判定出高電壓異常。公開號為2005-66410的日本專利申請(JP-A-2005-66410)公開了這樣一種技術(shù) 其中，提供了一種在來自高電壓產(chǎn)生裝置的輸出電流超過預(yù)定的最大值時(shí)停止來自高電壓產(chǎn)生裝置的高電壓的供給的絕對靈敏度電路，并且提供了一種在來自高電壓產(chǎn)生裝置的輸出電流每單位時(shí)間的增加量超過預(yù)定的最大增加量時(shí)停止來自高電壓產(chǎn)生裝置的高電壓的供給的斜率靈敏度電路。根據(jù)上述技術(shù)，獲得了下面的優(yōu)勢。(1)在涂裝槍以低速接近涂裝目標(biāo)對象的情況下，如果輸出電壓超過最大設(shè)定值，則能夠檢測到高電壓異常。( 在噴裝槍以高速接近涂裝目標(biāo)對象的情況下，如果每單位時(shí)間輸出電流的增加量超過最大設(shè)定值(即使輸出電壓未超過最大設(shè)定值)，則能夠檢測到高電壓異常。( 如果漏電流由于在涂裝槍等上的涂料污跡等而增加從而使得輸出電壓超過最大設(shè)定值，則能夠檢測到高電壓異常。在高電壓產(chǎn)生裝置的低電壓電纜中發(fā)生斷線的情況下，無法輸出高電壓。因此，利用在JP-A-6-320066和JP-A-2005-66410中公開的技術(shù)，能夠通過監(jiān)測電流值和電流值隨時(shí)間的變化量來檢測斷線的存在與否。然而，在低電壓電纜中的斷線的初始階段，通常是這樣一種情況導(dǎo)線不完全是斷的并且斷線部分隨著靜電涂裝設(shè)備的操作而再次變成導(dǎo)通。因?yàn)楸砻嫔霞磿r(shí)地恢復(fù)到了正常的導(dǎo)通狀態(tài)，所以難以根據(jù)電流值和電流值隨時(shí)間的變化量來可靠地檢測這樣一種瞬間的斷線(所謂的接點(diǎn)振動)。也就是說，利用在JP-A-6-320066和JP-A-2005-66410中公開的技術(shù)難以精確地檢測低電壓電纜中的瞬間的斷線。
如果能夠可靠地檢測上述瞬間的斷線，則能夠采取有效的預(yù)防措施，例如通過在低電壓電纜完全斷開之前更換低電壓電纜。因此，期望開發(fā)一種允許精確地檢測低電壓電纜中的瞬間的斷線的技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種用于高電壓產(chǎn)生裝置的檢測斷線方法，所述高電壓產(chǎn)生裝置具體地包括科克羅夫特-沃爾頓式升壓電路(Cockcroft-Walton voltage boosting circuit)(在下文中被稱為“CW電路”)，所述方法允許精確地檢測高電壓產(chǎn)生裝置的低電壓電纜中的瞬間的斷線。本發(fā)明的一個(gè)方案涉及一種用于高電壓產(chǎn)生裝置的檢測斷線的方法。所述高電壓產(chǎn)生裝置包括電壓產(chǎn)生部，其產(chǎn)生電壓；電壓升壓部，其包括用于使由所述電壓產(chǎn)生部產(chǎn)生的電壓升壓的CW電路；輸入線路，其將所述電壓產(chǎn)生部連接至所述電壓升壓部，以使所述產(chǎn)生的電壓被輸入至所述CW電路；電流反饋線路，其將所述電壓產(chǎn)生部連接至所述電壓升壓部，以使在所述電壓被升壓后流經(jīng)所述科克羅夫特-沃爾頓式升壓電路的電流的值被反饋至所述電壓產(chǎn)生部；以及電壓反饋線路，其將所述電壓產(chǎn)生部連接至所述電壓升壓部， 以使被所述CW電路升壓之后的電壓的值被反饋至所述電壓產(chǎn)生部。所述檢測斷線的方法被配置為檢測所述輸入線路、所述電流反饋線路以及所述電壓反饋線路中的斷線。所述檢測斷線的方法包括根據(jù)在所述電壓被升壓時(shí)流經(jīng)所述CW電路的所述電流的值的時(shí)間微分值是正、負(fù)還是0，以及在被所述CW電路升壓之后的所述電壓的值的時(shí)間微分值是正、負(fù)還是O的組合模式來檢測在所述輸入線路、所述電流反饋線路以及所述電壓反饋線路中是否已經(jīng)發(fā)生斷線；以及確認(rèn)所述輸入線路、所述電流反饋線路以及所述電壓反饋線路中的哪個(gè)是斷的。根據(jù)所述檢測斷線的方法，能夠在包括CW電路的高電壓產(chǎn)生裝置中精確地檢測低電壓電纜中的瞬間的斷線。在所述方法中，如果所述組合模式為所述電流的值的所述時(shí)間微分值為負(fù)并且所述電壓的值的所述時(shí)間微分值為負(fù)，則可以判定出在所述輸入線路中已經(jīng)發(fā)生所述斷線。根據(jù)所述方法，能夠在包括CW電路的高電壓產(chǎn)生裝置中精確地檢測輸入線路中的瞬間的斷線。在所述方法中，如果所述組合模式為所述電流的值的所述時(shí)間微分值為O并且所述電壓的值的所述時(shí)間微分值為正，則可以判定出在所述電流反饋線路中已經(jīng)發(fā)生所述斷線。根據(jù)所述方法，能夠在包括CW電路的高電壓產(chǎn)生裝置中精確地檢測電流反饋線路中的瞬間的斷線。在所述檢測斷線的方法中，如果所述組合模式為所述電流的值的所述時(shí)間微分值為正并且所述電壓的值的所述時(shí)間微分值為0，則可以判定出在所述電壓反饋線路中已經(jīng)發(fā)生所述斷線。根據(jù)所述方法，能夠在包括CW電路的高電壓產(chǎn)生裝置中精確地檢測電壓反饋線路中的瞬間的斷線。在所述檢測斷線的方法中，所述電壓產(chǎn)生部可以檢測所述電流的值的所述時(shí)間微分值和所述電壓的值的所述時(shí)間微分值，并且可以以IOHz以上的頻率執(zhí)行對所述斷線的發(fā)生的檢測。根據(jù)所述方法，能夠在包括CW電路的高電壓產(chǎn)生裝置中更精確地檢測低電壓電纜中的瞬間的斷線。另外，能夠通過消除噪聲的影響來防止錯(cuò)誤的檢測。


通過下面結(jié)合附圖對優(yōu)選實(shí)施例的描述，本發(fā)明的上述和進(jìn)一步的特征和優(yōu)勢將變得顯而易見，其中，相似的附圖標(biāo)記用于表示相似的元件，并且其中圖1為示出了應(yīng)用根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的檢測斷線的方法的靜電涂裝設(shè)備的整體構(gòu)造的示意圖；圖2為示出了應(yīng)用根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的檢測斷線的方法的高電壓產(chǎn)生裝置的安裝狀態(tài)的示意圖；圖3為示出了應(yīng)用根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的檢測斷線的方法的高電壓產(chǎn)生裝置的整體構(gòu)造的示意圖；圖4圖示了包括CW電路的高電壓產(chǎn)生裝置的特性曲線圖，其中，圖4A示出了在涂裝槍和涂裝目標(biāo)對象突然靠近彼此移動的情況下發(fā)生的IM信號值和VM信號值的正常變化，并且圖4B示出了在涂裝槍和涂裝目標(biāo)對象突然遠(yuǎn)離彼此移動的情況下發(fā)生的IM信號值和VM信號值的正常變化；圖5示出了在包括CW電路的高電壓產(chǎn)生裝置中在CT輸入線路瞬間斷線的情況下發(fā)生的IM信號值和VM信號值的變化；圖6示出了在DA輸入線路或DB輸入線路瞬間斷線的情況下發(fā)生的IM信號值和 VM信號值的變化；圖7示出了在IM信號線路瞬間斷線的情況下發(fā)生的IM信號值和VM信號值的變化；圖8示出了在VM信號線路瞬間斷線的情況下發(fā)生的IM信號值和VM信號值的變化；以及圖9圖示出了在低電壓電纜的每條線路瞬間斷線時(shí)發(fā)生的IM信號值和VM信號值的變化。
具體實(shí)施例方式在下文中將對本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行描述。首先，將結(jié)合圖1和圖2來描述應(yīng)用根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的異常檢測方法的靜電涂裝設(shè)備的整體構(gòu)造。如圖1和圖2所示，靜電涂裝設(shè)備1為包括應(yīng)用根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的檢測斷線方法的高電壓產(chǎn)生裝置的靜電涂裝設(shè)備的一個(gè)示例，其對要涂裝的涂裝目標(biāo)對象(車身2) 執(zhí)行靜電涂裝，并且靜電涂裝設(shè)備1包括涂裝槍3、機(jī)械臂4等。在本實(shí)施例中，作為示例對用于涂裝汽車的車身2的靜電涂裝設(shè)備1進(jìn)行描述。然而，包括應(yīng)用根據(jù)本發(fā)明的檢測斷線的方法的高電壓產(chǎn)生裝置的靜電涂裝設(shè)備的使用并不局限于涂裝汽車的車身。涂裝槍3是一種將涂料噴射到涂裝目標(biāo)對象(車身2、上的裝置，并且包括鐘形罩 3a、環(huán)形電極3b、高電壓產(chǎn)生裝置9等。
涂裝槍3是一種旋轉(zhuǎn)霧化型涂裝設(shè)備，其中，鐘形罩3a通過諸如空氣電動機(jī)(未示出)的驅(qū)動部件而旋轉(zhuǎn)以使遍布在鐘形罩3a的內(nèi)表面上的流體涂料通過離心力而粒子化，并且高電壓產(chǎn)生裝置9向涂裝槍3施加負(fù)的靜電高電壓以使被粒子化的涂料顆粒帶負(fù)電。然后，利用形成在帶負(fù)電的涂料與被接地(即，電位為0V)的涂裝目標(biāo)對象(車身2) 之間的靜電場對車身2執(zhí)行靜電涂裝。如圖2所示，涂裝槍3通過由高電壓產(chǎn)生裝置9產(chǎn)生的負(fù)的靜電高電壓而帶負(fù)電， 因此形成了從涂裝槍3的表面沿遠(yuǎn)離其的方向延伸的電磁力線(未示出)。然后，電磁力線在涂裝槍3的周圍形成排斥帶負(fù)電的涂料薄霧并被帶負(fù)電的涂料薄霧排斥的電場勢壘。該電場勢壘用于防止涂裝槍3上產(chǎn)生涂料污跡。由高電壓產(chǎn)生裝置9產(chǎn)生的負(fù)的靜電高電壓進(jìn)一步被施加到環(huán)形電極北。環(huán)形電極北設(shè)置有從環(huán)形電極北沿徑向方向突出的多個(gè)針狀電極3c，3c，...。然后，由針狀電極3c，3c，...形成的電磁力線(未示出)在環(huán)形電極北的周圍形成排斥帶負(fù)電的涂料薄霧并被帶負(fù)電的涂料薄霧排斥的更強(qiáng)的電場勢壘。該電場勢壘用于更可靠地防止涂裝槍3 上產(chǎn)生涂料污跡。如圖1所示，機(jī)械臂4由垂直臂5和水平臂6構(gòu)成，垂直臂5在其下部處聯(lián)接至基座部7以便能夠轉(zhuǎn)動，水平臂6在其后端部處聯(lián)接至垂直臂5的上部以便能夠轉(zhuǎn)動。通過使垂直臂5和水平臂6圍繞它們各自的轉(zhuǎn)動點(diǎn)轉(zhuǎn)動，使得設(shè)置在水平臂6的遠(yuǎn)端部處的涂裝槍3相對于涂裝目標(biāo)對象(車身2、移動。水平臂6包括第一臂部6a，涂裝槍3的聯(lián)接管；^聯(lián)接至第一臂部6a的遠(yuǎn)端；第二臂部6b，第一臂部6a聯(lián)接至第二臂部6b的遠(yuǎn)端；以及第三臂部6c，第二臂部6b聯(lián)接至第三臂部6c的遠(yuǎn)端并且垂直臂5聯(lián)接至第三臂部6c的后端以便能夠轉(zhuǎn)動。第三臂部6c 經(jīng)由垂直臂5接地(通地)。第一臂部6a設(shè)置有兩個(gè)彎曲部6d和6e，第一臂部6a能夠在所述彎曲部6d和6e 處彎曲。這允許涂裝槍3在圖中順時(shí)針或逆時(shí)針地改變其角度。其遠(yuǎn)端連結(jié)至涂裝槍3的聯(lián)接管!Be被驅(qū)動以相對于第一臂部6a沿軸向方向旋轉(zhuǎn)。這允許涂裝槍3圍繞聯(lián)接管3e的軸線改變其角度。這允許自由地設(shè)定涂裝槍3的相對于涂裝目標(biāo)對象(車身2、的角度。 第一臂部6a包括高電壓產(chǎn)生裝置10，以使具有與涂裝槍3的電壓相同極性的電壓被施加到第一臂部6a的整個(gè)外周表面。于是，高電壓產(chǎn)生裝置10形成從第一臂部6a的表面沿遠(yuǎn)離其的方向延伸的電磁力線(未示出)。于是，電磁力線在第一臂部6a的周圍形成排斥帶負(fù)電的涂料薄霧并被帶負(fù)電的涂料薄霧排斥的電場勢壘。該電場勢壘用于防止第一臂部6a(即，機(jī)械臂4)上產(chǎn)生涂料污跡。環(huán)形電極8(環(huán)狀靜電電極)設(shè)置在第一臂部6a的外周上。與施加到涂料的電壓具有相同極性的電壓被施加到環(huán)形電極8。環(huán)形電極8設(shè)置有具有錐形形狀并且從環(huán)形電極8沿徑向方向向外突出的多個(gè)針狀電極8a，8a，...。然后，針狀電極8a，8a，...形成從針狀電極8a，8a，...沿遠(yuǎn)離其的方向延伸的電磁力線(未示出)。電磁力線在第一臂部6a(環(huán)形電極8)的周圍形成排斥帶負(fù)電的涂料薄霧并被帶負(fù)電的涂料薄霧排斥的更強(qiáng)的電場勢壘。該電場勢壘用于更可靠地防止第一臂部 6a (即，機(jī)械臂4)上產(chǎn)生涂料污跡。
接下來，將結(jié)合圖3對應(yīng)用根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的檢測斷線的方法的高電壓產(chǎn)生裝置的整體構(gòu)造進(jìn)行描述。雖然在此描述了向涂裝槍3施加負(fù)的靜電高電壓的高電壓產(chǎn)生裝置9和由涂裝槍3噴射的涂料，但是也可以以相同的方式來構(gòu)造向機(jī)械臂4施加負(fù)的靜電高電壓的高電壓產(chǎn)生裝置10。如圖3所示，高電壓產(chǎn)生裝置9包括電壓升壓部21、電壓產(chǎn)生部22、低電壓電纜23等。 電壓升壓部21用于使由電壓產(chǎn)生部22產(chǎn)生的電壓升壓，并且包括高電壓變壓器 24和CW電路25，CW電路25是用于產(chǎn)生高電壓的整流器和乘法器(multiplier)并且通過組合多個(gè)電容器、二極管等而構(gòu)成。高電壓變壓器M包括一次繞組2 和二次繞組Mb。 Cff電路25連接至高電壓變壓器M的二次繞組24b側(cè)。電壓升壓部21還包括輸入端子21a，其連接至高電壓變壓器M的一次繞組2 的中心相(在下文中被稱為CT相)；輸入端子21b，其連接至一次繞組2 的驅(qū)動A相(在下文中被稱為DA相)；以及輸入端子21c，其連接至一次繞組2 的驅(qū)動B相(在下文中被稱為DB相)。電壓升壓部21進(jìn)一步包括輸出端子21d、輸出端子21f、接地端子21g、高電壓輸出端子21h等，輸出端子21d輸出指示由CW電路25產(chǎn)生的所有電流的值的電流反饋信號(在下文中被稱為IM信號)，輸出端子2f輸出指示已經(jīng)被CW電路25升壓的高電壓的值的電壓反饋信號(在下文中被稱為VM信號)，接地端子21g允許CW電路25接地，高電壓輸出端子21h輸出已經(jīng)被CW電路25升壓的高電壓。電壓產(chǎn)生部22用于產(chǎn)生待升壓至高電壓以施加到涂裝槍3等的電壓，并且電壓產(chǎn)生部22包括電源部沈、放大器觀、CPU 29、RAM 30、繼電器31、推挽式振蕩器32、電壓傳感器33、電流傳感器；34、帶通濾波器35、36和37等。在電壓產(chǎn)生部22中，放大器觀根據(jù)來自CPU 29的指令值來調(diào)節(jié)由電源部沈產(chǎn)生的輸出電壓以產(chǎn)生工作電壓。所產(chǎn)生的工作電壓通過將由設(shè)置在用于工作電壓的供給線路上的電壓傳感器33和電流傳感器34測量到的值反饋至CPU 29而被調(diào)節(jié)以與指令值一致。通過將IM信號和VM信號反饋至CPU 29來獲得從CPU 29發(fā)送至放大器28的指令值，CPU四基于反饋信號、存儲在RAM四中的條件等來計(jì)算指令值。IM信號、VM信號等經(jīng)由帶通濾波器35、36和37等被輸入至CPU29。而且，在電壓產(chǎn)生部22中，推挽式振蕩器32根據(jù)來自CPU 29的指令值產(chǎn)生要輸入至一次繞組Ma的各個(gè)驅(qū)動相的驅(qū)動信號。通過將IM信號和VM信號反饋至CPU 29來獲得從CPU 29發(fā)送至推挽式振蕩器32的指令值，CPU 29基于反饋信號、存儲在RAM 29中的條件等來計(jì)算指令值。此外，電壓升壓部22包括設(shè)置在用于工作電壓的供電線路上的繼電器31。在基于反饋信號、存儲在RAM四中的條件等而在由CPU四執(zhí)行的計(jì)算結(jié)果中檢測到異常的情況下，繼電器31被即時(shí)地致動以阻斷工作電壓的供給。這可靠地防止了例如來自高電壓產(chǎn)生裝置9的異常高電壓的輸出。電壓產(chǎn)生部22還包括輸出端子22a，其輸出用于一次繞組2 的CT相的工作電壓；輸出端子22b，其輸出用于一次繞組2 的DA相的驅(qū)動信號；以及輸出端子22c，其輸出用于一次繞組Ma的DB相的驅(qū)動信號。電壓產(chǎn)生部22進(jìn)一步包括輸入端子22d、輸入端子22e、輸入端子22f、接地端子22g等，輸入端子22d允許IM信號輸入至CPU 29，輸入端子 2 允許漏電流反饋信號輸入至CPU 29，輸入端子22f允許VM信號輸入至CPU 29，接地端子22g允許電壓產(chǎn)生部22接地。低電壓電纜23是將電壓產(chǎn)生部22和電壓升壓部21電連接的各種導(dǎo)線的線束，并且低電壓電纜23包括CT輸入線路(CT) 23a、DA輸入線路(DA) 23b、DB輸入線路(DB) 23c、 IM信號線路(IM) 23d、漏電流反饋線路(LIM)23e、VM信號線路(VM)23f、公用線路(COM) 23g寸。CT輸入線路23a是允許由電壓產(chǎn)生部22產(chǎn)生的工作電壓輸入至一次繞組Ma的 CT相的導(dǎo)線，并且CT輸入線路23a連接在電壓升壓部21的輸入端子21a與電壓產(chǎn)生部22 的輸出端子2 之間。DA輸入線路2 是允許由電壓產(chǎn)生部22產(chǎn)生的驅(qū)動信號輸入至一次繞組Ma的驅(qū)動A相的導(dǎo)線，并且DA輸入線路2 連接在電壓升壓部21的輸入端子21b與電壓產(chǎn)生部22的輸出端子22b之間。DB輸入線路23c是允許由電壓產(chǎn)生部22產(chǎn)生的驅(qū)動信號輸入至一次繞組Ma的驅(qū)動B相的導(dǎo)線，并且DB輸入線路23c連接在電壓升壓部21的輸入端子21c與電壓產(chǎn)生部22的輸出端子22c之間。IM信號線路23d是允許由電壓升壓部21產(chǎn)生的IM信號輸入至CPU四的導(dǎo)線， 并且IM信號線路23d連接在電壓升壓部21的輸出端子21d與電壓產(chǎn)生部22的輸入端子 22d之間。VM信號線路23f是允許由電壓升壓部21產(chǎn)生的VM信號輸入至CPU 29的導(dǎo)線， 并且VM信號線路23f連接在電壓升壓部21的輸出端子21f與電壓產(chǎn)生部22的輸入端子 22f之間。漏電流反饋線路23e是允許電壓升壓部21中的漏電流反饋至CPU 29的導(dǎo)線，并且漏電流反饋線路2 連接在電壓升壓部21的殼體與電壓產(chǎn)生部22的輸入端子2 之間。對于電壓升壓部21和電壓產(chǎn)生部22公用的公用線路23g是允許設(shè)定基準(zhǔn)電位 (OV)的導(dǎo)線，并且公用線路23g連接在電壓升壓部21的接地端子21g與電壓產(chǎn)生部22的接地端子22g之間。接下來，將結(jié)合圖4對包括CW電路的高電壓產(chǎn)生裝置的一般特性進(jìn)行描述。如圖 4A所示，在包括CW電路25的高電壓產(chǎn)生裝置9中，當(dāng)涂裝槍3在時(shí)刻ta突然靠近車身2 移動時(shí)，形成在車身2與涂裝槍3之間的靜電場的電場強(qiáng)度增加，這使得流經(jīng)CW電路25的電流的值增大從而使IM信號的信號值增大。IM信號的信號值是電壓值，并且在下文中被稱為IM信號值。此時(shí)，響應(yīng)于IM信號值的增大，CPU四執(zhí)行調(diào)節(jié)以便使靜電場的電場強(qiáng)度保持恒定。CPU四發(fā)出用于減小由電壓產(chǎn)生部22產(chǎn)生的工作電壓的指令，其結(jié)果是使得VM信號的信號值(電壓)減小。VM信號的信號值是電壓值，并且在下文中被稱為VM信號值。接下來，如圖4B所示，在包括CW電路25的高電壓產(chǎn)生裝置9中，當(dāng)車身2和涂裝槍3在時(shí)刻tb突然遠(yuǎn)離彼此移動時(shí)，形成在車身2與涂裝槍3之間的靜電場的電場強(qiáng)度減小，這使得流經(jīng)CW電路25的電流的值減小從而使IM信號值減小。此時(shí)，響應(yīng)于IM信號值的減小，CPU四執(zhí)行調(diào)節(jié)以便使靜電場的電場強(qiáng)度保持恒定。CPU四發(fā)出用于增加由電壓產(chǎn)生部22產(chǎn)生的工作電壓的指令，其結(jié)果是使得VM信號值增大。根據(jù)本發(fā)明的用于高電壓產(chǎn)生裝置的檢測斷線的方法利用在包括CW電路的高電壓產(chǎn)生裝置中的IM信號值和VM信號值的代表性變化的組合模式，來檢測在低電壓電纜中的斷線以及確認(rèn)斷線的位置。下面將對檢測斷線方法進(jìn)行具體地描述。將結(jié)合圖5至圖8對實(shí)驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行描述，該實(shí)驗(yàn)被進(jìn)行以檢驗(yàn)在包括CW電路的高電壓產(chǎn)生裝置中在低電壓電纜中的每根導(dǎo)線瞬間斷開的情況下發(fā)生的信號值的變化。下面給出的IM信號值和VM信號值是在電壓升壓部21的輸出端子21d和21f處測量到的值， 并且可以與在發(fā)生斷線時(shí)實(shí)際反饋至CPU四的值不同。這是因?yàn)槿绻鸌M信號線路23d 或VM信號線路23f是斷開的，則不會有IM信號或VM信號被輸入至電壓產(chǎn)生部22的輸入端子22d或22f0首先，將結(jié)合圖5對在CT輸入線路23a瞬間斷開的情況下發(fā)生的信號值的變化進(jìn)行描述。如圖5所示，當(dāng)CT輸入線路23a在從時(shí)刻t。至?xí)r刻td的時(shí)間段內(nèi)瞬間斷開時(shí)，IM 信號值開始減小。這是因?yàn)镃T輸入線路23a中的斷線使得供給到CW電路25的工作電壓減小。因此，當(dāng)CT輸入線路23a瞬間斷開時(shí)，IM信號值的時(shí)間微分值(切線的斜率)必然呈現(xiàn)負(fù)值。在本實(shí)驗(yàn)中，從時(shí)刻t。至?xí)r刻td的瞬間斷線的持續(xù)時(shí)間被設(shè)定為100msec(同樣應(yīng)用于下文)。當(dāng)CT輸入線路23a在從時(shí)刻t。至?xí)r刻td的時(shí)間段內(nèi)瞬間斷開時(shí)，VM信號值也開始減小。這是因?yàn)镃T輸入線路23a中的斷線使得供給到CW電路25的工作電壓減小，這使得已經(jīng)被CW電路25升壓的高電壓的值減小。因此，當(dāng)CT輸入線路23a瞬間斷開時(shí)，VM信號值的時(shí)間微分值(切線的斜率)必然呈現(xiàn)負(fù)值。接下來，將結(jié)合圖6對在DA輸入線路2 或DB輸入線路23c瞬間斷開的情況下發(fā)生的信號值的變化進(jìn)行描述。如圖6所示，當(dāng)DA輸入線路2 或DB輸入線路23c在從時(shí)刻t。至?xí)r刻td的時(shí)間段內(nèi)瞬間斷開時(shí)，IM信號值開始減小。這是因?yàn)镈A輸入線路23b 或DB輸入線路23c中的斷線使得供給到CW電路25的驅(qū)動信號減小。因此，當(dāng)DA輸入線路2 或DB輸入線路23c瞬間斷開時(shí)，IM信號值的時(shí)間微分值(切線的斜率)必然呈現(xiàn)負(fù)值。當(dāng)DA輸入線路2 或DB輸入線路23c在從時(shí)刻t。至?xí)r刻td的時(shí)間段內(nèi)瞬間斷開時(shí)，VM信號值也開始減小。這是因?yàn)镈A輸入線路2 或DB輸入線路23c中的斷線使得供給到CW電路25的驅(qū)動信號減小，這使得已經(jīng)被CW電路25升壓的高電壓的值減小。因此，當(dāng)DA輸入線路2 或DB輸入線路23c瞬間斷開時(shí)，VM信號值的時(shí)間微分值(切線的斜率)必然呈現(xiàn)負(fù)值。也就是說，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于高電壓產(chǎn)生裝置9的檢測斷線的方法，在 IM信號值(其為在工作電壓被升壓時(shí)獲得的CW電路25的電流值)的時(shí)間微分值為負(fù)并且VM信號值(其為在被CW電路25升壓之后的工作電壓的電壓值)的時(shí)間微分值為負(fù)的組合模式的情況下，確認(rèn)輸入線路(CT輸入線路23a、DA輸入線路2 或DB輸入線路23c) 中的斷線。這允許精確地檢測高電壓產(chǎn)生裝置9的輸入線路(CT輸入線路23a、DA輸入線路2 或DB輸入線路23c)中的斷線。接下來，將結(jié)合圖7對在IM信號線路23d瞬間斷開的情況下發(fā)生的信號值的變化進(jìn)行描述。如圖7所示，當(dāng)IM信號線路23d在從時(shí)刻t。至?xí)r刻td的時(shí)間段內(nèi)瞬間斷開時(shí)， IM信號值開始減小。這是因?yàn)镮M信號線路23d中的斷線使得電壓產(chǎn)生部22的CPU四無法檢測IM信號，這使得CPU四判定出IM信號值正在減小。也就是說，CPU四判定出靜電場的電場強(qiáng)度正隨著涂裝目標(biāo)對象(車身2、和涂裝槍3遠(yuǎn)離彼此移動而減小，從而向放大器28給出用于增加要供給到CW電路25的工作電壓的指令。因此，當(dāng)IM信號線路23d瞬間斷開時(shí)，IM信號值的時(shí)間微分值(切線的斜率)必然呈現(xiàn)正值。當(dāng)IM信號線路23d在從時(shí)刻t。至?xí)r刻td的時(shí)間段內(nèi)瞬間斷開時(shí)，VM信號值不會變化。這是因?yàn)榧词笽M信號線路23d斷開并且要供給到CW電路25的工作電壓響應(yīng)于來自CPU 29的指令而增加，涂裝目標(biāo)對象(車身2)與涂裝槍3之間的實(shí)際距離也不會變化， 這不會引起靜電場的電場強(qiáng)度的變化，從而不會引起VM信號值的變化。因此，當(dāng)IM信號線路23d瞬間斷開時(shí)，VM信號值的時(shí)間微分值(切線的斜率)必然呈現(xiàn)值“0”。如此處所使用的值“0”不是必然意味著準(zhǔn)確值為“0”。實(shí)際上，VM信號值的時(shí)間微分值在許多情況下不會呈現(xiàn)準(zhǔn)確值“0”。因此，上限(正)閾值和下限(負(fù))閾值被設(shè)定為跨過“0”，使得在VM信號值的時(shí)間微分值落入上述閾值之間的情況下，VM信號值的時(shí)間微分值被作為“0”處理。也就是說，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于高電壓產(chǎn)生裝置9的檢測斷線的方法，在 IM信號值(其為在工作電壓被升壓時(shí)獲得的CW電路25的電流值)的時(shí)間微分值為0并且VM信號值(其為在被CW電路25升壓之后的工作電壓的電壓值)的時(shí)間微分值為正的組合模式的情況下，確認(rèn)IM信號線路23d中的斷線。這允許精確地檢測高電壓產(chǎn)生裝置9 的IM信號線路23d中的斷線。接下來，將結(jié)合圖8對在VM信號線路23f瞬間斷開的情況下發(fā)生的信號值的變化進(jìn)行描述。如圖8所示，當(dāng)VM信號線路23f在從時(shí)刻t。至?xí)r刻td的時(shí)間段內(nèi)瞬間斷開時(shí)， VM信號值增大。這是因?yàn)閂M信號線路23f中的斷線使得電壓產(chǎn)生部22的CPU四無法檢測IM信號，這使得CPU四判定出VM信號值正在減小。也就是說，CPU四判定出靜電場的電場強(qiáng)度正隨著涂裝目標(biāo)對象(車身2、和涂裝槍3遠(yuǎn)離彼此移動而減小，從而向放大器觀給出用于增加CW電路25的工作電壓的指令。因此，當(dāng)VM信號線路23f瞬間斷開時(shí)，VM信號值的時(shí)間微分值(切線的斜率)必然呈現(xiàn)正值。當(dāng)VM信號線路23f在從時(shí)刻t。至?xí)r刻td的時(shí)間段內(nèi)瞬間斷開時(shí)，IM信號值不會變化。這是因?yàn)榧词筕M信號線路23f斷開并且CW電路25的工作電壓響應(yīng)于來自CPU 29 的指令而增加，涂裝目標(biāo)對象(車身2)與涂裝槍3之間的實(shí)際距離也不會變化，這不會引起靜電場的電場強(qiáng)度的變化，從而不會引起IM信號值的變化。因此，當(dāng)VM信號線路23f瞬間斷開時(shí)，IM信號值的時(shí)間微分值(切線的斜率)必然呈現(xiàn)值“0”。如此處所使用的值“0”不是必然意味著準(zhǔn)確值為“0”。實(shí)際上，IM信號值的時(shí)間微分值在許多情況下不會呈現(xiàn)準(zhǔn)確值“0”。因此，上限(正)閾值和下限(負(fù))閾值被設(shè)定為跨過“0”，使得在IM信號值的時(shí)間微分值落入上述閾值之間的情況下，IM信號值的時(shí)間微分值被作為“0”處理。也就是說，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于高電壓產(chǎn)生裝置9的檢測斷線方法，在IM 信號值(其為在工作電壓被升壓時(shí)獲得的CW電路25的電流值)的時(shí)間微分值為正并且VM 信號值(其為在被CW電路25升壓之后的工作電壓的電壓值)的時(shí)間微分值為0的組合模式的情況下，確認(rèn)VM信號線路23f中的斷線。這允許精確地檢測高電壓產(chǎn)生裝置9的VM 信號線路23f中的斷線。接下來，將結(jié)合圖9對在包括CW電路的高電壓產(chǎn)生裝置中在低電壓電纜中的每根導(dǎo)線瞬間斷開的情況下發(fā)生的信號值的變化進(jìn)行總結(jié)。通過綜合性地研究上文給出的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，在包括CW電路25的高電壓產(chǎn)生裝置9中，能夠在低電壓電纜23中的導(dǎo)線瞬間斷開的情況下獲得的IM信號值和VM信號值的時(shí)間微分值(切線的斜率)中發(fā)現(xiàn)特定的規(guī)律。 這些規(guī)律如圖9所示。具體地，在電壓升壓部21的輸出端子21d和21f處監(jiān)測IM信號值和VM信號值， 以判定各個(gè)信號值的時(shí)間微分值(切線的斜率)是否落入圖9所示的任一組合模式內(nèi)。然后，以1秒內(nèi)幾十次的采樣周期來測量各個(gè)信號值，以進(jìn)行關(guān)于組合模式的判定。如果至少一個(gè)測量結(jié)果落入任一組合模式內(nèi)，則判定出導(dǎo)線是斷的(或者可能是斷的)。這使得甚至能夠檢測出瞬時(shí)恢復(fù)到正常導(dǎo)通狀態(tài)的瞬間的斷線(所謂的接點(diǎn)振動)，這允許精確地檢測低電壓電纜23中的斷線的存在或不存在。而且，所述檢測斷線的方法還使得能夠確認(rèn)低電壓電纜23中的哪根導(dǎo)線是斷的。也就是說，本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種用于高電壓產(chǎn)生裝置9的檢測斷線方法， 所述高電壓產(chǎn)生裝置9包括電壓產(chǎn)生部22，其產(chǎn)生電壓；電壓升壓部21，其包括使由電壓產(chǎn)生部22產(chǎn)生的工作電壓升壓的CW電路25 ；CT輸入線路23a、DA輸入線路2 和DB輸入線路23c，其將電壓產(chǎn)生部22與電壓升壓部21連接，以使工作電壓輸入至CW電路25 ；IM 信號線路23d，其將電壓產(chǎn)生部22與電壓升壓部21連接，以使作為指示在工作電壓被升壓時(shí)流經(jīng)CW電路25的電流的值的信號的IM信號的值反饋至電壓產(chǎn)生部22 ；以及VM信號線路23f，其將電壓產(chǎn)生部22與電壓升壓部21連接，以使作為指示被CW電路25升壓之后的工作電壓的值的信號的VM信號的值反饋至電壓產(chǎn)生部22，所述檢測斷線的方法被配置為檢測線路23a、23b、23c、23d和23f中的每一個(gè)線路的斷線，并且所述檢測斷線方法包括以下步驟根據(jù)在工作電壓被升壓時(shí)獲得的CW電路25的IM信號值的時(shí)間微分值是正、負(fù)還是0，以及在工作電壓被CW電路25升壓之后獲得的VM信號值的時(shí)間微分值是正、負(fù)還是0 的組合模式(圖9)來檢測線路23a、23b、23c、23d和23f中的每一個(gè)線路的斷線的存在或不存在；以及確認(rèn)線路23a、23b、23c、23d和23f中的哪個(gè)是斷的。這允許精確地檢測高電壓產(chǎn)生裝置9的低電壓電纜23中的瞬間斷線。另外，通過增加用于判定信號值的變化是否落入圖9所示的任一組合模式的周期，能夠更精確地檢測斷線的存在或不存在。如果輸入信號包含噪聲，則輸入信號的時(shí)間微分值的波形包括急劇上升和之后的急劇下降。因此，增加采樣周期使得能夠容易地區(qū)分用于噪聲的變化模式和用于斷線的變化模式。增加采樣周期還使得能夠?yàn)檩^短的斷線檢測變化模式。因此，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的高電壓產(chǎn)生裝置9被配置為包括CPU 29，CPU 29使得能夠增加用于IM信號值和VM信號值的采樣周期并且能夠基于采樣得到的信號值來執(zhí)行高速計(jì)算和判定。用于組合模式的判定周期可以是IOHz以上(即，1秒內(nèi)10次以上)，優(yōu)選為20Hz 以上(即，1秒內(nèi)20次以上)，這允許可以可靠的區(qū)分用于噪聲的變化模式。通過消除噪聲的影響這又防止了斷線的錯(cuò)誤檢測。而且，通過將用于組合模式的判定周期設(shè)定為IOHz以上，優(yōu)選地20Hz以上，能夠檢測甚至更短的斷線，從而更可靠地檢測低電壓電纜中的斷線的存在或不存在。也就是說，在根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于高電壓產(chǎn)生裝置9的檢測斷線方法中， 利用電壓產(chǎn)生部22 (具體地，CPU 29)來檢測IM信號值(其為在工作電壓被升壓時(shí)獲得的 CW電路25的電流值)的時(shí)間微分值以及VM信號值(其為在被CW電路25升壓之后的工作電壓的電壓值)的時(shí)間微分值，并且將用于檢測斷線的存在或不存在的周期設(shè)定為IOHz以上。這允許更精確地檢測高電壓產(chǎn)生裝置9的低電壓電纜23中的瞬間的斷線。另外，通過消除噪聲的影響能夠防止錯(cuò)誤的檢測。
權(quán)利要求
1.一種在高電壓產(chǎn)生裝置中檢測斷線的方法，所述高電壓產(chǎn)生裝置包括 電壓產(chǎn)生部，其產(chǎn)生電壓；電壓升壓部，其包括用于使由所述電壓產(chǎn)生部產(chǎn)生的電壓升壓的科克羅夫特-沃爾頓式升壓電路；輸入線路，其將所述電壓產(chǎn)生部連接至所述電壓升壓部，以使所述產(chǎn)生的電壓被輸入至所述科克羅夫特-沃爾頓式升壓電路；電流反饋線路，其將所述電壓產(chǎn)生部連接至所述電壓升壓部，以使在所述電壓被升壓后流經(jīng)所述科克羅夫特-沃爾頓式升壓電路的電流的值被反饋至所述電壓產(chǎn)生部；以及電壓反饋線路，其將所述電壓產(chǎn)生部連接至所述電壓升壓部，以使被所述科克羅夫特-沃爾頓式升壓電路升壓之后的電壓的值被反饋至所述電壓產(chǎn)生部，所述斷線檢測方法被配置為檢測所述輸入線路、所述電流反饋線路以及所述電壓反饋線路中的斷線，并且所述檢測斷線的方法包括 根據(jù)在所述電壓被升壓時(shí)流經(jīng)所述科克羅夫特-沃爾頓式升壓電路的所述電流的值的時(shí)間微分值是正、負(fù)還是0，以及在被所述科克羅夫特-沃爾頓式升壓電路升壓之后的所述電壓的值的時(shí)間微分值是正、負(fù)還是0的組合模式來檢測在所述輸入線路、所述電流反饋線路以及所述電壓反饋線路中是否已經(jīng)發(fā)生斷線；以及確認(rèn)所述輸入線路、所述電流反饋線路以及所述電壓反饋線路中的哪個(gè)是斷的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測斷線的方法，其中，如果所述組合模式為所述電流的值的所述時(shí)間微分值為負(fù)并且所述電壓的值的所述時(shí)間微分值為負(fù)，則判定出在所述輸入線路中已經(jīng)發(fā)生所述斷線。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測斷線的方法，其中，如果所述組合模式為所述電流的值的所述時(shí)間微分值為0并且所述電壓的值的所述時(shí)間微分值為正，則判定出在所述電流反饋線路中已經(jīng)發(fā)生所述斷線。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測斷線的方法，其中，如果所述組合模式為所述電流的值的所述時(shí)間微分值為正并且所述電壓的值的所述時(shí)間微分值為0，則判定出在所述電壓反饋線路中已經(jīng)發(fā)生所述斷線。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中的任何一項(xiàng)所述的檢測斷線的方法，其中，所述電壓產(chǎn)生部檢測所述電流的值的所述時(shí)間微分值和所述電壓的值的所述時(shí)間微分值，并且以IOHz以上的頻率執(zhí)行對所述斷線的發(fā)生的檢測。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中的任何一項(xiàng)所述的檢測斷線的方法，其中如果所述電流的值的所述時(shí)間微分值落入設(shè)定在跨過0的上限閾值和下限閾值之間的范圍內(nèi)，則判定出所述電流的值的所述時(shí)間微分值為0 ；并且如果所述電壓的值的所述時(shí)間微分值落入設(shè)定在跨過0的上限閾值和下限閾值之間的范圍內(nèi)，則判定出所述電壓的值的所述時(shí)間微分值為0。
全文摘要
公開了一種在高電壓產(chǎn)生裝置(9)中檢測斷線的方法，所述方法被配置為檢測低電壓電纜(23(線路23a、23b、23c、23d和23f))中的斷線。所述斷線的方法包括根據(jù)在工作電壓被升壓時(shí)獲得的CW電路(25)的IM信號值的時(shí)間微分值是正、負(fù)還是0以及在所述工作電壓被所述CW電路(25)升壓之后獲得的VM信號值的時(shí)間微分值是正、負(fù)還是0的組合模式，來檢測在所述線路(23a、23b、23c、23d和23f)中的每一個(gè)線路是否已經(jīng)發(fā)生斷線；以及確認(rèn)所述線路(23a、23b、23c、23d和23f)中的哪個(gè)是斷的。
文檔編號H02M7/10GK102574138SQ201080044821
公開日2012年7月11日 申請日期2010年10月1日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月2日
發(fā)明者山崎勇, 永井公好 申請人:豐田自動車株式會社