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用于高電壓產生裝置的檢測斷線的方法.pdf

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用于 電壓 產生 裝置 檢測 斷線 方法
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摘要
申請專利號:

CN201080044821.5

申請日:

2010.10.01

公開號:

CN102574138B

公開日:

2015.01.28

當前法律狀態:

授權

有效性:

有權

法律詳情: 授權|||實質審查的生效IPC(主分類):B05B 5/10申請日:20101001|||公開
IPC分類號: B05B5/10; H02M7/10 主分類號: B05B5/10
申請人: 豐田自動車株式會社
發明人: 山崎勇; 永井公好
地址: 日本愛知縣
優先權: 2009.10.02 JP 2009-230729
專利代理機構: 北京金信知識產權代理有限公司 11225 代理人: 黃威;張彬
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201080044821.5

授權公告號:

102574138B||||||

法律狀態公告日:

2015.01.28|||2012.09.12|||2012.07.11

法律狀態類型:

授權|||實質審查的生效|||公開

摘要

公開了一種在高電壓產生裝置(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:根據在工作電壓被升壓時獲得的CW電路(25)的IM信號值的時間微分值是正、負還是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信號值的時間微分值是正、負還是0的組合模式,來檢測在所述線路(23a、23b、23c、23d和23f)中的每一個線路是否已經發生斷線;以及確認所述線路(23a、23b、23c、23d和23f)中的哪個是斷的。

權利要求書

1.一種在高電壓產生裝置中檢測斷線的方法,所述高電壓產生裝置包括:
電壓產生部,其產生電壓;
電壓升壓部,其包括用于使由所述電壓產生部產生的電壓升壓的科克羅
夫特-沃爾頓式升壓電路;
輸入線路,其將所述電壓產生部連接至所述電壓升壓部,以使所述產生
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
至所述電壓產生部;以及
電壓反饋線路,其將所述電壓產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
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
在所述電壓被升壓時流經所述科克羅夫特-沃爾頓式升壓電路的所述
電流的值的時間微分值是正、負還是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
時間微分值是正、負還是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
饋線路中是否已經發生斷線;以及
確認所述輸入線路、所述電流反饋線路以及所述電壓反饋線路中的哪個
是斷的。
2.根據權利要求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間微分值為負并且所述電壓的值的所述時間微分值為
負,則判定出在所述輸入線路中已經發生所述斷線。
3.根據權利要求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間微分值為0并且所述電壓的值的所述時間微分值為
正,則判定出在所述電流反饋線路中已經發生所述斷線。
4.根據權利要求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間微分值為正并且所述電壓的值的所述時間微分值為
0,則判定出在所述電壓反饋線路中已經發生所述斷線。
5.根據權利要求1至4中的任何一項所述的檢測斷線的方法,其中,所
述電壓產生部檢測所述電流的值的所述時間微分值和所述電壓的值的所述時
間微分值,并且以10Hz以上的頻率執行對所述斷線的發生的檢測。
6.根據權利要求1至5中的任何一項所述的檢測斷線的方法,其中:
如果所述電流的值的所述時間微分值落入設定在跨過0的上限閾值和下
限閾值之間的范圍內,則判定出所述電流的值的所述時間微分值為0;并且
如果所述電壓的值的所述時間微分值落入設定在跨過0的上限閾值和下
限閾值之間的范圍內,則判定出所述電壓的值的所述時間微分值為0。

說明書

用于高電壓產生裝置的檢測斷線的方法

技術領域

本發明涉及一種用于高電壓產生裝置的檢測斷線的方法。

背景技術

靜電涂裝設備(painting?apparatus)包括向涂料、涂裝槍等施加高電壓的
高電壓產生裝置。在由靜電涂裝設備執行的靜電涂裝中,高電壓產生裝置施
加負的高電壓以使涂料帶負電位,并且涂裝目標對象的電位被設定為“0”(通
過將涂裝目標對象接地)。因此,在涂料與涂裝目標對象之間形成了靜電場,
以對涂裝目標對象執行靜電涂裝。

高電壓產生裝置包括:電壓產生部,其產生工作電壓;以及電壓升壓部
(所謂的級聯式),其使由電壓產生部產生的工作電壓升壓。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生裝置中,在低電壓電纜中可
能會發生斷線。因此,期望開發一種用于精確地檢測上述的斷線的技術。

例如,公開了用于檢測在高電壓產生裝置中發生的異常的技術。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:其中,
在高電壓產生裝置的輸出電壓增加預定值的同時,將高電壓產生裝置的輸出
電流中所允許增加的最大值限定為“di/dt值”,并且每隔預定時間估算“di/dt
值”。具體地,根據在施加高電壓期間的電流值隨時間的變化量來檢測過載狀
態(高電壓異常)。例如,在電流值在10ms內增加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:其中,提供了一種在來自高電壓產生裝置的輸出電流超過預定的最
大值時停止來自高電壓產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生裝置的輸出電流每單位時間的增加量超過預定的
最大增加量時停止來自高電壓產生裝置的高電壓的供給的斜率靈敏度電路。

根據上述技術,獲得了下面的優勢。(1)在涂裝槍以低速接近涂裝目標
對象的情況下,如果輸出電壓超過最大設定值,則能夠檢測到高電壓異常。
(2)在噴裝槍以高速接近涂裝目標對象的情況下,如果每單位時間輸出電流
的增加量超過最大設定值(即使輸出電壓未超過最大設定值),則能夠檢測到
高電壓異常。(3)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定值,則能夠檢測到高電壓異常。

在高電壓產生裝置的低電壓電纜中發生斷線的情況下,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,能夠通過監
測電流值和電流值隨時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:導線
不完全是斷的并且斷線部分隨著靜電涂裝設備的操作而再次變成導通。因為
表面上即時地恢復到了正常的導通狀態,所以難以根據電流值和電流值隨時
間的變化量來可靠地檢測這樣一種瞬間的斷線(所謂的接點振動)。也就是說,
利用在JP-A-6-320066和JP-A-2005-66410中公開的技術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,期望開發一種允
許精確地檢測低電壓電纜中的瞬間的斷線的技術。

發明內容

本發明提供了一種用于高電壓產生裝置的檢測斷線方法,所述高電壓產
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
高電壓產生裝置的低電壓電纜中的瞬間的斷線。

本發明的一個方案涉及一種用于高電壓產生裝置的檢測斷線的方法。所
述高電壓產生裝置包括:電壓產生部,其產生電壓;電壓升壓部,其包括用
于使由所述電壓產生部產生的電壓升壓的CW電路;輸入線路,其將所述電
壓產生部連接至所述電壓升壓部,以使所述產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
至所述電壓產生部;以及電壓反饋線路,其將所述電壓產生部連接至所述電
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:根據在所述電壓
被升壓時流經所述CW電路的所述電流的值的時間微分值是正、負還是0,
以及在被所述CW電路升壓之后的所述電壓的值的時間微分值是正、負還是
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
線路中是否已經發生斷線;以及確認所述輸入線路、所述電流反饋線路以及
所述電壓反饋線路中的哪個是斷的。

根據所述檢測斷線的方法,能夠在包括CW電路的高電壓產生裝置中精
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間微分值為
負并且所述電壓的值的所述時間微分值為負,則可以判定出在所述輸入線路
中已經發生所述斷線。

根據所述方法,能夠在包括CW電路的高電壓產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間微分值為
0并且所述電壓的值的所述時間微分值為正,則可以判定出在所述電流反饋
線路中已經發生所述斷線。

根據所述方法,能夠在包括CW電路的高電壓產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
間微分值為正并且所述電壓的值的所述時間微分值為0,則可以判定出在所
述電壓反饋線路中已經發生所述斷線。

根據所述方法,能夠在包括CW電路的高電壓產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,所述電壓產生部可以檢測所述電流的值的所
述時間微分值和所述電壓的值的所述時間微分值,并且可以以10Hz以上的
頻率執行對所述斷線的發生的檢測。

根據所述方法,能夠在包括CW電路的高電壓產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誤的
檢測。

附圖說明

通過下面結合附圖對優選實施例的描述,本發明的上述和進一步的特征
和優勢將變得顯而易見,其中,相似的附圖標記用于表示相似的元件,并且
其中:

圖1為示出了應用根據本發明的實施例的檢測斷線的方法的靜電涂裝設
備的整體構造的示意圖;

圖2為示出了應用根據本發明的實施例的檢測斷線的方法的高電壓產生
裝置的安裝狀態的示意圖;

圖3為示出了應用根據本發明的實施例的檢測斷線的方法的高電壓產生
裝置的整體構造的示意圖;

圖4圖示了包括CW電路的高電壓產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對象突然靠近彼此移動的情況下發生的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對象突
然遠離彼此移動的情況下發生的IM信號值和VM信號值的正常變化;

圖5示出了在包括CW電路的高電壓產生裝置中在CT輸入線路瞬間斷
線的情況下發生的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發生的IM信號值和
VM信號值的變化。

具體實施方式

在下文中將對本發明的實施例進行描述。首先,將結合圖1和圖2來描
述應用根據本發明的實施例的異常檢測方法的靜電涂裝設備的整體構造。

如圖1和圖2所示,靜電涂裝設備1為包括應用根據本發明的實施例的
檢測斷線方法的高電壓產生裝置的靜電涂裝設備的一個示例,其對要涂裝的
涂裝目標對象(車身2)執行靜電涂裝,并且靜電涂裝設備1包括涂裝槍3、
機械臂4等。在本實施例中,作為示例對用于涂裝汽車的車身2的靜電涂裝
設備1進行描述。然而,包括應用根據本發明的檢測斷線的方法的高電壓產
生裝置的靜電涂裝設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對象(車身2)上的裝置,并且
包括鐘形罩3a、環形電極3b、高電壓產生裝置9等。

涂裝槍3是一種旋轉霧化型涂裝設備,其中,鐘形罩3a通過諸如空氣電
動機(未示出)的驅動部件而旋轉以使遍布在鐘形罩3a的內表面上的流體涂
料通過離心力而粒子化,并且高電壓產生裝置9向涂裝槍3施加負的靜電高
電壓以使被粒子化的涂料顆粒帶負電。然后,利用形成在帶負電的涂料與被
接地(即,電位為0V)的涂裝目標對象(車身2)之間的靜電場對車身2
執行靜電涂裝。

如圖2所示,涂裝槍3通過由高電壓產生裝置9產生的負的靜電高電壓
而帶負電,因此形成了從涂裝槍3的表面沿遠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電的涂料薄霧并被帶
負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上產生涂料
污跡。

由高電壓產生裝置9產生的負的靜電高電壓進一步被施加到環形電極
3b。環形電極3b設置有從環形電極3b沿徑向方向突出的多個針狀電極3c,
3c,...。然后,由針狀電極3c,3c,...形成的電磁力線(未示出)在環形電
極3b的周圍形成排斥帶負電的涂料薄霧并被帶負電的涂料薄霧排斥的更強
的電場勢壘。該電場勢壘用于更可靠地防止涂裝槍3上產生涂料污跡。

如圖1所示,機械臂4由垂直臂5和水平臂6構成,垂直臂5在其下部
處聯接至基座部7以便能夠轉動,水平臂6在其后端部處聯接至垂直臂5的
上部以便能夠轉動。通過使垂直臂5和水平臂6圍繞它們各自的轉動點轉動,
使得設置在水平臂6的遠端部處的涂裝槍3相對于涂裝目標對象(車身2)
移動。

水平臂6包括:第一臂部6a,涂裝槍3的聯接管3e聯接至第一臂部6a
的遠端;第二臂部6b,第一臂部6a聯接至第二臂部6b的遠端;以及第三臂
部6c,第二臂部6b聯接至第三臂部6c的遠端并且垂直臂5聯接至第三臂部
6c的后端以便能夠轉動。第三臂部6c經由垂直臂5接地(通地)。

第一臂部6a設置有兩個彎曲部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在圖中順時針或逆時針地改變其角度。

其遠端連結至涂裝槍3的聯接管3e被驅動以相對于第一臂部6a沿軸向
方向旋轉。這允許涂裝槍3圍繞聯接管3e的軸線改變其角度。這允許自由地
設定涂裝槍3的相對于涂裝目標對象(車身2)的角度。

第一臂部6a包括高電壓產生裝置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的整個外周表面。于是,高電壓產生裝置
10形成從第一臂部6a的表面沿遠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電的涂料薄霧并被帶負電的
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,機械臂4)
上產生涂料污跡。

環形電極8(環狀靜電電極)設置在第一臂部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形電極8。環形電極8設置有具有
錐形形狀并且從環形電極8沿徑向方向向外突出的多個針狀電極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(環形電極8)的周圍形
成排斥帶負電的涂料薄霧并被帶負電的涂料薄霧排斥的更強的電場勢壘。該
電場勢壘用于更可靠地防止第一臂部6a(即,機械臂4)上產生涂料污跡。

接下來,將結合圖3對應用根據本發明的實施例的檢測斷線的方法的高
電壓產生裝置的整體構造進行描述。雖然在此描述了向涂裝槍3施加負的靜
電高電壓的高電壓產生裝置9和由涂裝槍3噴射的涂料,但是也可以以相同
的方式來構造向機械臂4施加負的靜電高電壓的高電壓產生裝置10。

如圖3所示,高電壓產生裝置9包括電壓升壓部21、電壓產生部22、低
電壓電纜23等。

電壓升壓部21用于使由電壓產生部22產生的電壓升壓,并且包括高電
壓變壓器24和CW電路25,CW電路25是用于產生高電壓的整流器和乘法
器(multiplier)并且通過組合多個電容器、二極管等而構成。高電壓變壓器
24包括一次繞組24a和二次繞組24b。CW電路25連接至高電壓變壓器24
的二次繞組24b側。

電壓升壓部21還包括:輸入端子21a,其連接至高電壓變壓器24的一
次繞組24a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24a的驅動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24a的驅動B相(在下文中被稱為DB相)。電壓升壓部21進
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輸出已經被CW電路25升
壓的高電壓。

電壓產生部22用于產生待升壓至高電壓以施加到涂裝槍3等的電壓,并
且電壓產生部22包括電源部26、放大器28、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。

在電壓產生部22中,放大器28根據來自CPU?29的指令值來調節由電
源部26產生的輸出電壓以產生工作電壓。所產生的工作電壓通過將由設置在
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而被調節以與指令值一致。

通過將IM信號和VM信號反饋至CPU?29來獲得從CPU?29發送至放大
器28的指令值,CPU?29基于反饋信號、存儲在RAM?29中的條件等來計算
指令值。IM信號、VM信號等經由帶通濾波器35、36和37等被輸入至CPU
29。

而且,在電壓產生部22中,推挽式振蕩器32根據來自CPU?29的指令
值產生要輸入至一次繞組24a的各個驅動相的驅動信號。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中的條件等來計算指令值。

此外,電壓升壓部22包括設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?29中的條件等而在由CPU?29執行的計
算結果中檢測到異常的情況下,繼電器31被即時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生裝置9的異常高電壓的輸出。

電壓產生部22還包括:輸出端子22a,其輸出用于一次繞組24a的CT
相的工作電壓;輸出端子22b,其輸出用于一次繞組24a的DA相的驅動信
號;以及輸出端子22c,其輸出用于一次繞組24a的DB相的驅動信號。電
壓產生部22進一步包括輸入端子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22e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允許電壓產生部22接地。

低電壓電纜23是將電壓產生部22和電壓升壓部21電連接的各種導線的
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等。

CT輸入線路23a是允許由電壓產生部22產生的工作電壓輸入至一次繞
組24a的CT相的導線,并且CT輸入線路23a連接在電壓升壓部21的輸入
端子21a與電壓產生部22的輸出端子22a之間。

DA輸入線路23b是允許由電壓產生部22產生的驅動信號輸入至一次繞
組24a的驅動A相的導線,并且DA輸入線路23b連接在電壓升壓部21的
輸入端子21b與電壓產生部22的輸出端子22b之間。

DB輸入線路23c是允許由電壓產生部22產生的驅動信號輸入至一次繞
組24a的驅動B相的導線,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產生的IM信號輸入至CPU?29
的導線,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產生的VM信號輸入至CPU?29
的導線,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
導線,并且漏電流反饋線路23e連接在電壓升壓部21的殼體與電壓產生部
22的輸入端子22e之間。

對于電壓升壓部21和電壓產生部22公用的公用線路23g是允許設定基
準電位(0V)的導線,并且公用線路23g連接在電壓升壓部21的接地端子
21g與電壓產生部22的接地端子22g之間。

接下來,將結合圖4對包括CW電路的高電壓產生裝置的一般特性進行
描述。如圖4A所示,在包括CW電路25的高電壓產生裝置9中,當涂裝槍
3在時刻ta突然靠近車身2移動時,形成在車身2與涂裝槍3之間的靜電場
的電場強度增加,這使得流經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,響應于IM信號值的增大,CPU?29執行調節以便使靜電場的電場
強度保持恒定。CPU?29發出用于減小由電壓產生部22產生的工作電壓的指
令,其結果是使得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的高電壓產生裝置9中,當
車身2和涂裝槍3在時刻tb突然遠離彼此移動時,形成在車身2與涂裝槍3
之間的靜電場的電場強度減小,這使得流經CW電路25的電流的值減小從
而使IM信號值減小。

此時,響應于IM信號值的減小,CPU?29執行調節以便使靜電場的電場
強度保持恒定。CPU?29發出用于增加由電壓產生部22產生的工作電壓的指
令,其結果是使得VM信號值增大。

根據本發明的用于高電壓產生裝置的檢測斷線的方法利用在包括CW電
路的高電壓產生裝置中的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斷線的位置。下面將對檢測斷線方法
進行具體地描述。

將結合圖5至圖8對實驗的結果進行描述,該實驗被進行以檢驗在包括
CW電路的高電壓產生裝置中在低電壓電纜中的每根導線瞬間斷開的情況下
發生的信號值的變化。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,并且可以與在發生斷線時實際反饋
至CPU?29的值不同。這是因為:如果IM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生部22的輸入端子
22d或22f。

首先,將結合圖5對在CT輸入線路23a瞬間斷開的情況下發生的信號
值的變化進行描述。如圖5所示,當CT輸入線路23a在從時刻tc至時刻td
的時間段內瞬間斷開時,IM信號值開始減小。這是因為CT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CT輸入線路23a
瞬間斷開時,IM信號值的時間微分值(切線的斜率)必然呈現負值。在本實
驗中,從時刻tc至時刻td的瞬間斷線的持續時間被設定為100msec(同樣應
用于下文)。

當CT輸入線路23a在從時刻tc至時刻td的時間段內瞬間斷開時,VM信
號值也開始減小。這是因為CT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,這使得已經被CW電路25升壓的高電壓的值減小。因
此,當CT輸入線路23a瞬間斷開時,VM信號值的時間微分值(切線的斜
率)必然呈現負值。

接下來,將結合圖6對在DA輸入線路23b或DB輸入線路23c瞬間斷
開的情況下發生的信號值的變化進行描述。如圖6所示,當DA輸入線路23b
或DB輸入線路23c在從時刻tc至時刻td的時間段內瞬間斷開時,IM信號值
開始減小。這是因為DA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的驅動信號減小。因此,當DA輸入線路23b或DB輸入線
路23c瞬間斷開時,IM信號值的時間微分值(切線的斜率)必然呈現負值。

當DA輸入線路23b或DB輸入線路23c在從時刻tc至時刻td的時間段
內瞬間斷開時,VM信號值也開始減小。這是因為DA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的驅動信號減小,這使得已
經被CW電路25升壓的高電壓的值減小。因此,當DA輸入線路23b或DB
輸入線路23c瞬間斷開時,VM信號值的時間微分值(切線的斜率)必然呈
現負值。

也就是說,根據本發明的實施例的用于高電壓產生裝置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獲得的CW電路25的電流值)
的時間微分值為負并且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)的時間微分值為負的組合模式的情況下,確認輸入線路(CT
輸入線路23a、DA輸入線路23b或DB輸入線路23c)中的斷線。這允許精
確地檢測高電壓產生裝置9的輸入線路(CT輸入線路23a、DA輸入線路23b
或DB輸入線路23c)中的斷線。

接下來,將結合圖7對在IM信號線路23d瞬間斷開的情況下發生的信
號值的變化進行描述。如圖7所示,當IM信號線路23d在從時刻tc至時刻
td的時間段內瞬間斷開時,IM信號值開始減小。這是因為IM信號線路23d
中的斷線使得電壓產生部22的CPU?29無法檢測IM信號,這使得CPU?29
判定出IM信號值正在減小。也就是說,CPU?29判定出靜電場的電場強度正
隨著涂裝目標對象(車身2)和涂裝槍3遠離彼此移動而減小,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IM
信號線路23d瞬間斷開時,IM信號值的時間微分值(切線的斜率)必然呈現
正值。

當IM信號線路23d在從時刻tc至時刻td的時間段內瞬間斷開時,VM信
號值不會變化。這是因為:即使IM信號線路23d斷開并且要供給到CW電
路25的工作電壓響應于來自CPU?29的指令而增加,涂裝目標對象(車身2)
與涂裝槍3之間的實際距離也不會變化,這不會引起靜電場的電場強度的變
化,從而不會引起VM信號值的變化。因此,當IM信號線路23d瞬間斷開
時,VM信號值的時間微分值(切線的斜率)必然呈現值“0”。

如此處所使用的值“0”不是必然意味著準確值為“0”。實際上,VM信
號值的時間微分值在許多情況下不會呈現準確值“0”。因此,上限(正)閾
值和下限(負)閾值被設定為跨過“0”,使得:在VM信號值的時間微分值
落入上述閾值之間的情況下,VM信號值的時間微分值被作為“0”處理。

也就是說,根據本發明的實施例的用于高電壓產生裝置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獲得的CW電路25的電流值)
的時間微分值為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)的時間微分值為正的組合模式的情況下,確認IM信號線路
23d中的斷線。這允許精確地檢測高電壓產生裝置9的IM信號線路23d中的
斷線。

接下來,將結合圖8對在VM信號線路23f瞬間斷開的情況下發生的信
號值的變化進行描述。如圖8所示,當VM信號線路23f在從時刻tc至時刻
td的時間段內瞬間斷開時,VM信號值增大。這是因為VM信號線路23f中
的斷線使得電壓產生部22的CPU?29無法檢測IM信號,這使得CPU?29判
定出VM信號值正在減小。也就是說,CPU?29判定出靜電場的電場強度正
隨著涂裝目標對象(車身2)和涂裝槍3遠離彼此移動而減小,從而向放大
器28給出用于增加CW電路25的工作電壓的指令。因此,當VM信號線路
23f瞬間斷開時,VM信號值的時間微分值(切線的斜率)必然呈現正值。

當VM信號線路23f在從時刻tc至時刻td的時間段內瞬間斷開時,IM信
號值不會變化。這是因為:即使VM信號線路23f斷開并且CW電路25的
工作電壓響應于來自CPU?29的指令而增加,涂裝目標對象(車身2)與涂裝
槍3之間的實際距離也不會變化,這不會引起靜電場的電場強度的變化,從
而不會引起IM信號值的變化。因此,當VM信號線路23f瞬間斷開時,IM
信號值的時間微分值(切線的斜率)必然呈現值“0”。

如此處所使用的值“0”不是必然意味著準確值為“0”。實際上,IM信
號值的時間微分值在許多情況下不會呈現準確值“0”。因此,上限(正)閾
值和下限(負)閾值被設定為跨過“0”,使得:在IM信號值的時間微分值
落入上述閾值之間的情況下,IM信號值的時間微分值被作為“0”處理。

也就是說,根據本發明的實施例的用于高電壓產生裝置9的檢測斷線方
法,在IM信號值(其為在工作電壓被升壓時獲得的CW電路25的電流值)
的時間微分值為正并且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)的時間微分值為0的組合模式的情況下,確認VM信號線路
23f中的斷線。這允許精確地檢測高電壓產生裝置9的VM信號線路23f中
的斷線。

接下來,將結合圖9對在包括CW電路的高電壓產生裝置中在低電壓電
纜中的每根導線瞬間斷開的情況下發生的信號值的變化進行總結。通過綜合
性地研究上文給出的實驗結果,在包括CW電路25的高電壓產生裝置9中,
能夠在低電壓電纜23中的導線瞬間斷開的情況下獲得的IM信號值和VM信
號值的時間微分值(切線的斜率)中發現特定的規律。這些規律如圖9所示。

具體地,在電壓升壓部21的輸出端子21d和21f處監測IM信號值和
VM信號值,以判定各個信號值的時間微分值(切線的斜率)是否落入圖9
所示的任一組合模式內。

然后,以1秒內幾十次的采樣周期來測量各個信號值,以進行關于組合
模式的判定。如果至少一個測量結果落入任一組合模式內,則判定出導線是
斷的(或者可能是斷的)。

這使得甚至能夠檢測出瞬時恢復到正常導通狀態的瞬間的斷線(所謂的
接點振動),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低電壓電纜23中的哪根導線是斷
的。

也就是說,本發明的實施例提供了一種用于高電壓產生裝置9的檢測斷
線方法,所述高電壓產生裝置9包括:電壓產生部22,其產生電壓;電壓升
壓部21,其包括使由電壓產生部22產生的工作電壓升壓的CW電路25;CT
輸入線路23a、DA輸入線路23b和DB輸入線路23c,其將電壓產生部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
時流經CW電路25的電流的值的信號的IM信號的值反饋至電壓產生部22;
以及VM信號線路23f,其將電壓產生部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中的每一個線路的斷線,并且所述檢測斷線方法包括以下步驟:
根據在工作電壓被升壓時獲得的CW電路25的IM信號值的時間微分值是
正、負還是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
時間微分值是正、負還是0的組合模式(圖9)來檢測線路23a、23b、23c、
23d和23f中的每一個線路的斷線的存在或不存在;以及確認線路23a、23b、
23c、23d和23f中的哪個是斷的。這允許精確地檢測高電壓產生裝置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為較短的斷線檢測變化模式。

因此,根據本發明的實施例的高電壓產生裝置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行高速計算和判定。

用于組合模式的判定周期可以是10Hz以上(即,1秒內10次以上),
優選為20Hz以上(即,1秒內20次以上),這允許可以可靠的區分用于噪
聲的變化模式。通過消除噪聲的影響這又防止了斷線的錯誤檢測。

而且,通過將用于組合模式的判定周期設定為10Hz以上,優選地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,在根據本發明的實施例的用于高電壓產生裝置9的檢測斷線
方法中,利用電壓產生部22(具體地,CPU?29)來檢測IM信號值(其為在
工作電壓被升壓時獲得的CW電路25的電流值)的時間微分值以及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)的時間微分值,
并且將用于檢測斷線的存在或不存在的周期設定為10Hz以上。這允許更精
確地檢測高電壓產生裝置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誤的檢測。

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