(57)【要約】【課題】通電用リレーの接点溶着や通電用トランジスタの短絡故障による通電用リレーのＯＮ故障を検知すると、温度ヒューズを溶断させることなく、迅速にヒータへの通電を停止できるヒータ駆動回路を得ること。【解決手段】マイコン１１は、運転開始指示の入力時と運転停止指示の入力時の両方または一方において、１以上の通電用スイッチング素子Ｑ２，Ｑ３と遮断用スイッチング素子Ｑ１とに相補的にオン動作とオフ動作とを行わせ、その時のヒータ電流検知回路８が検知した電流値と判定値との比較に基づき、１以上の通電用リレー（６ａ，６ｂ）（７ａ，７ｂ）または遮断用リレー（４ａ，４ｂ）のＯＮ故障の有無を検知し、いずれか一方のリレーにＯＮ故障が検知されると、いずれか他方のリレー接点を開路させる異常停止処理を実行する。【選択図】        図１
2011113809.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
商用電源から１以上の電気ヒータへの各通電路に接点が接続される１以上の通電用リレーと、前記１以上の通電用リレーのコイルへの通電を制御する１以上の通電用スイッチング素子と、ユーザが指定する運転開始から運転停止までの間、前記１以上の通電用スイッチング素子をオン動作させ、前記１以上の通電用リレーの接点を閉路状態に制御するヒータ運転モードを実施する制御回路とを備えるヒータ駆動回路において、
前記商用電源と前記１以上の通電用リレーの接点との間の通電路に接点が接続される遮断用リレーと、
前記遮断用リレーのコイルへの通電を制御する遮断用スイッチング素子と、
前記商用電源と前記１以上の電気ヒータとの間に流れるヒータ電流を検知するヒータ電流検知回路と
を備え、
前記制御回路は、
前記運転開始指示の入力時と前記運転停止指示の入力時の両方または一方において、前記１以上の通電用スイッチング素子と前記遮断用スイッチング素子とに相補的にオン動作とオフ動作とを行わせ、その時の前記ヒータ電流検知回路が検知した電流値と判定値との比較に基づき、前記１以上の通電用リレーおよび前記遮断用リレーの各ＯＮ故障の有無を検知し、いずれか一方のリレーにＯＮ故障が検知されると、いずれか他方のリレー接点を開路させる異常停止処理を実行する
ことを特徴とするヒータ駆動回路。
【請求項２】
前記制御回路は、
前記運転開始指示の入力があると、前記遮断用スイッチング素子にオフ動作を継続させるとともに、前記１以上の通電用スイッチング素子を第１のＯＮ故障検知時間内オン動作させ前記比較動作を行って前記遮断用リレーのＯＮ故障の有無を検知し、正常であれば、前記第１のＯＮ故障検知時間経過時に前記１以上の通電用スイッチング素子をオフ動作させ、前記遮断用スイッチング素子にオン動作させた後に前記１以上の通電用スイッチング素子をオン動作させ前記ヒータ運転モードを実施し、前記運転停止指示の入力があると、前記１以上の通電用スイッチング素子をオフ動作させるとともに、前記遮断用スイッチング素子にオン動作を第２のＯＮ故障検知時間内継続させ、前記比較動作を行って前記１以上の通電用リレーのＯＮ故障の有無を検知する
ことを特徴とする請求項１に記載のヒータ駆動回路。
【請求項３】
前記制御回路は、
前記運転開始指示の入力があると、前記遮断用スイッチング素子にオン動作を行わせ、その後に前記１以上の通電用スイッチング素子をオン動作させて前記ヒータ運転モードを実施し、前記運転停止指示の入力があると、前記１以上の通電用スイッチング素子をオフ動作させるとともに、前記遮断用スイッチング素子にオン動作を第３のＯＮ故障検知時間内継続させ前記比較動作を行って前記１以上の通電用リレーのＯＮ故障の有無を検知し、正常であれば、前記第３のＯＮ故障検知時間経過時に前記遮断用スイッチング素子をオフ動作させ、その後に前記１以上の通電用スイッチング素子を第４のＯＮ故障検知時間内オン動作させて前記比較動作を行い、前記遮断用リレーのＯＮ故障の有無を検知する
ことを特徴とする請求項１に記載のヒータ駆動回路。
【請求項４】
前記制御回路は、
前記運転開始指示の入力があると、前記遮断用スイッチング素子にオフ動作を継続させるとともに、前記１以上の通電用スイッチング素子を第５のＯＮ故障検知時間内オン動作させ前記比較動作を行って前記遮断用リレーのＯＮ故障の有無を検知し、正常であれば、前記第５のＯＮ故障検知時間経過時に前記１以上の通電用スイッチング素子をオフ動作させ、その後前記遮断用スイッチング素子をオン動作させ、第６のＯＮ故障検知時間内前記比較動作を行って前記１以上の通電用リレーのＯＮ故障の有無を検知し、正常であれば、前記１以上の通電用スイッチング素子を前記第６のＯＮ故障検知時間経過時にオン動作させて前記ヒータ運転モードを実施する
ことを特徴とする請求項１に記載のヒータ駆動回路。
【請求項５】
前記制御回路は、前記遮断用スイッチング素子をオフ動作させて前記運転開始指示の入力を待機している間、前記１以上の通電用スイッチング素子をオン動作させることを特徴とする請求項１に記載のヒータ駆動回路。
【請求項６】
前記制御回路は、
前記運転開始指示の入力を待機している間に前記比較動作を行って前記遮断用リレーのＯＮ故障の有無を検知し、正常であれば、前記運転開始指示の入力を受けて前記１以上の通電用スイッチング素子をオフ動作させ、前記遮断用スイッチング素子をオン動作させ、その後に前記１以上の通電用スイッチング素子をオン動作させて前記ヒータ運転モードを実施し、前記運転停止指示の入力があると、前記１以上の通電用スイッチング素子をオフ動作させるとともに、前記遮断用スイッチング素子にオン動作を所定のＯＮ故障検知時間内継続させて前記比較動作を行い、前記１以上の通電用リレーのＯＮ故障の有無を検知する
ことを特徴とする請求項５に記載のヒータ駆動回路。
【請求項７】
前記制御回路は、
前記運転開始指示の入力を待機している間に前記比較動作を行って前記遮断用リレーのＯＮ故障の有無を検知し、正常であれば、前記運転開始指示の入力を受けて前記１以上の通電用スイッチング素子をオフ動作させ、その後前記遮断用スイッチング素子をオン動作させ、所定のＯＮ故障検知時間内前記比較動作を行って前記１以上の通電用リレーのＯＮ故障の有無を検知し、正常であれば、前記１以上の通電用スイッチング素子をオン動作させて前記ヒータ運転モードへ移行する
ことを特徴とする請求項５に記載のヒータ駆動回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電気ヒータを通電駆動するヒータ駆動回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電気ヒータ（以降、単に「ヒータ」と略記）を用いる暖房装置には種々あるが、例えば電気カーペットは、カーペット本体に配置される１以上のヒータを通電駆動するヒータ駆動回路を備えている。このヒータ駆動回路は、温度ヒューズから分岐して設けられる１以上のヒータへの通電路に、１以上のヒータ通電用リレーの接点を１対１に設け、１以上のヒータ通電用リレーの各コイルへの通電を個別に制御する通電用トランジスタのＯＮ・ＯＦＦ制御を、ユーザが指示する運転開始・運転停止に従って行うことで、１以上のヒータへの通電とその停止を実行するように構成される。
【０００３】
ところが、このヒータ駆動回路では、通電用リレーの接点が溶着した場合、或いは、通電用トランジスタが短絡故障した場合には、通電用リレーはヒータへの通電路を閉路状態にするＯＮ動作状態にホールドされるので、ユーザの使用意図とは無関係にヒータに通電しっぱなしとなり、安全上問題となる。
【０００４】
そこで、例えば特許文献１では、上記した通電用リレーの接点溶着や通電用トランジスタの短絡故障による通電用リレーのＯＮ故障時に、熱抵抗体に強制通電し、該熱抵抗体の発熱により温度ヒューズを溶断させることで、ヒータへの通電を遮断する方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特公平５−２０６５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上記特許文献１に記載の技術では、温度ヒューズが溶断するまでは、ヒータに継続して通電が行われるので、課題解決の仕方として不十分である。また、サービス交換時は、ヒータ駆動回路を搭載する基板だけでなく、温度ヒューズが挿入された配線の交換も必要となり、ユーザの負担が大きい。
【０００７】
この発明は、上記に鑑みてなされたものであり、通電用リレーの接点溶着や通電用トランジスタの短絡故障による通電用リレーのＯＮ故障を検知すると、温度ヒューズを溶断させることなく、迅速にヒータへの通電を停止できるヒータ駆動回路を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した目的を達成するために、この発明は、商用電源から１以上の電気ヒータへの各通電路に接点が接続される１以上の通電用リレーと、前記１以上の通電用リレーのコイルへの通電を制御する１以上の通電用スイッチング素子と、ユーザが指定する運転開始から運転停止までの間、前記１以上の通電用スイッチング素子をオン動作させ、前記１以上の通電用リレーの接点を閉路状態に制御するヒータ運転モードを実施する制御回路とを備えるヒータ駆動回路において、前記商用電源と前記１以上の通電用リレーの接点との間の通電路に接点が接続される遮断用リレーと、前記遮断用リレーのコイルへの通電を制御する遮断用スイッチング素子と、前記商用電源と前記１以上の電気ヒータとの間に流れるヒータ電流を検知するヒータ電流検知回路とを備え、前記制御回路は、前記運転開始指示の入力時と前記運転停止指示の入力時の両方または一方において、前記１以上の通電用スイッチング素子と前記遮断用スイッチング素子とに相補的にオン動作とオフ動作とを行わせ、その時の前記ヒータ電流検知回路が検知した電流値と判定値との比較に基づき、前記１以上の通電用リレーおよび前記遮断用リレーの各ＯＮ故障の有無を検知し、いずれか一方のリレーにＯＮ故障が検知されると、いずれか他方のリレー接点を開路させる異常停止処理を実行することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、遮断用リレーと通電用リレーの何れか一方にＯＮ故障が発生した場合は、何れか他方の正常なリレーにより、迅速にヒータへの通電を強制停止できるので、ユーザの使用意図とは無関係にヒータに通電を続けてしまうような異常状態がなくなり、安全なヒータ制御を可能にするという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、この発明の実施の形態１によるヒータ駆動回路の構成を示す回路図である。
【図２】図２は、ＯＮ故障検知の第１の動作例の制御手順を説明するフローチャートである。
【図３】図３は、図２に示す制御手順により行われるＯＮ故障検知動作を説明するタイミングチャートである。
【図４】図４は、ＯＮ故障検知の第２の動作例の制御手順を説明するフローチャートである。
【図５】図５は、図４に示す制御手順により行われるＯＮ故障検知動作を説明するタイミングチャートである。
【図６】図６は、ＯＮ故障検知の第３の動作例の制御手順を説明するフローチャートである。
【図７】図７は、図６に示す制御手順により行われるＯＮ故障検知動作を説明するタイミングチャートである。
【図８】図８は、この発明の実施の形態２として、図１に示したヒータ駆動回路での他の動作例を説明するタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、この発明にかかるヒータ駆動回路の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態により本発明が限定されるものではない。
【００１２】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１によるヒータ駆動回路の構成を示す回路図である。図１に示すように、この実施の形態では、２つのヒータ１ａ，１ｂを通電駆動する場合について説明する。但し、その説明内容は、ヒータが１つの場合でも、ヒータが３以上の場合でも問題なく適用できるものである。
【００１３】
図１において、商用電源２の一端には、図示しない電源スイッチ、温度ヒューズ３を介して遮断用リレーの接点４ａの一端と電源回路５の一方の入力端子とが接続されている。遮断用リレーの接点４ａの他端には、並列に、図示例では２つの通電用リレーの接点６ａ，７ａの各一端がそれぞれ接続されている。通電用リレーの接点６ａ，７ａの各他端には、ヒータ１ａ，１ｂの各一端がそれぞれ接続され、ヒータ１ａ，１ｂの各他端は、共通に商用電源２の他端に接続されている。ヒータ１ａ，１ｂの各他端と商用電源２の他端との接続ラインにヒータ電流検知回路８が設けられている。また、商用電源２の他端は、電源回路５の他方の入力端子に接続されている。
【００１４】
ヒータ電流検知回路８は、図示例では絶縁型であって、一次巻線がヒータ１ａ，１ｂの各他端と商用電源２の他端との接続ラインに挿入されているカレントトランス９と、ダイオードブリッジ構成の整流回路１０と、分圧回路を構成する抵抗器Ｒ１，Ｒ２と、平滑用の電解コンデンサＣ１とを備えている。
【００１５】
カレントトランス９の二次巻線は、整流回路１０の各入力端子に接続され、整流回路１０の正極側出力端子と回路グランドに接続される負極側出力端子との間に分圧回路（Ｒ１，Ｒ２）が接続されている。分圧回路（Ｒ１，Ｒ２）が出力する分圧電圧は、電解コンデンサＣ１にて平滑化され、制御回路（以降、「マイコン」と記す）１１の電流監視ポートａに入力される。要するに、ヒータ電流検知回路８は、カレントトランス９が取り込んだヒータ電流を整流回路９および電解コンデンサＣ１にて電圧変換し、マイコン１１の電流監視ポートａに入力するようになっている。
【００１６】
電源回路５は、電源スイッチが投入されると、商用電源２が印加され、２つの直流電源１２，１３を生成する。直流電源１２は、例えばＤＣ１２Ｖの電源であり、直流電源１３は、ＤＣ５Ｖの電源である。
【００１７】
マイコン１１のユーザ指示監視ポートｂには、ユーザが操作した図示しないスイッチや図示しないリモコンから、運転開始指示とその停止指示とを示す運転制御信号が入力される。そして、マイコン１１の制御出力ポートｃ，ｄ，ｅには、抵抗器Ｒ３，Ｒ５，Ｒ７を介してスイッチング素子（図示例ではｎｐｎ形のトランジスタ）Ｑ１，Ｑ２、Ｑ３の各制御端子（ベース端子）が接続されている。
【００１８】
トランジスタＱ１，Ｑ２、Ｑ３の各ベース端子は、それぞれ抵抗器Ｒ４，Ｒ６，Ｒ８を介して回路グランドに接続されている。また、トランジスタＱ１，Ｑ２、Ｑ３の各エミッタ端子は、それぞれ直接回路グランドに接続されている。そして、トランジスタＱ１のコレクタ端子は、遮断用リレーのコイル４ｂを介して、また、トランジスタＱ２、Ｑ３の各コレクタ端子は、通電用リレーのコイル６ｂ，７ｂを介して、それぞれ電源回路５が生成するＤＣ１２Ｖの直流電源１２に接続されている。遮断用リレーのコイル４ｂと通電用リレーのコイル６ｂ，７ｂとには、それぞれ還流ダイオードＤ１，Ｄ２，Ｄ３が逆並列に接続されている。
【００１９】
つまり、トランジスタＱ１は、遮断用スイッチング素子に対応し、マイコン１１の制御出力ポートｃが高レベルになりベース電流が供給されると、オン動作して遮断用リレーのコイル４ｂを通電付勢し、遮断用リレーの接点４ａを閉路（ＯＮ）させる。また、トランジスタＱ２、Ｑ３は、通電用スイッチング素子に対応し、マイコン１１の制御出力ポートｄ，ｅが高レベルになりベース電流が供給されると、オン動作して通電用リレーのコイル６ｂ，７ｂをそれぞれ通電付勢し、通電用リレーの接点６ａ，７ａをそれぞれ閉路（ＯＮ）させる。
【００２０】
マイコン１１は、電源スイッチが投入され電源回路５からＤＣ５Ｖの直流電源１３が印加されると、例えば、ＯＮ故障検知の第１の動作例〜第３の動作例に示すように、ユーザ指示監視ポートｂに入力される運転制御信号が示すユーザ指示に従ったヒータ１ａ，１ｂへの通電駆動制御の一部として、遮断用リレー（４ａ，４ｂ）および通電用リレー（６ａ，６ｂ）（７ａ，７ｂ）のＯＮ故障有無を検知し、故障を検知すると、正常リレーを用いて異常停止処理を行う制御プラグラムが組み込まれている。
【００２１】
以下、マイコン１１が実施する制御動作を、この実施の形態によるＯＮ故障検知動作を中心にして具体的に説明する。なお、ＯＮ故障とは、前述したが、接点４ａ，６ａ，７ａの短絡故障である。これは、接点４ａ，６ａ，７ａが溶着した場合やトランジスタＱ１，Ｑ２，Ｑ３が短絡した場合に起こる。
【００２２】
（第１の動作例）
図２は、ＯＮ故障検知の第１の動作例の制御手順を説明するフローチャートである。図３は、図２に示す制御手順により行われるＯＮ故障検知動作を説明するタイミングチャートである。なお、図３では、ユーザ指示監視ポートｂへのヒータ運転開始指示およびヒータ運転停止指示の入力タイミングと、それらを基準に制御される遮断用リレー（４ａ，４ｂ）および通電用リレー（６ａ，６ｂ）（７ａ，７ｂ）のＯＮ・ＯＦＦの状態（図３（１）（２）（３））と、電流監視ポートａに入力されるヒータ電流の有無（図３（４））とが示されている。これらは、後述する図５，図７，図８においても同様である。図３において、時間Ｔ１，Ｔ２は、ＯＮ故障検知時間である。また、時間ｔ１，ｔ２は、遮断用リレーの４ａでのアークの発生を防止するための所定時間である。
【００２３】
図２において、マイコン１１は、電源スイッチが投入され電源回路５からＤＣ５Ｖの直流電源１３が印加されると、制御出力ポートｃ，ｄ，ｅを共に低レベルに設定して遮断用リレー（４ａ，４ｂ）および通電用リレー（６ａ，６ｂ，７ａ，７ｂ）を共にＯＦＦにし（ＳＴ１）、ユーザ指示監視ポートｂにヒータ運転開始指示が入力されるのを待機する（ＳＴ２）。
【００２４】
ユーザがヒータ運転開始を指示すると（ＳＴ２：Ｙｅｓ）、制御出力ポートｃを低レベルに保持したまま、ヒータ運転開始の指示に従い、制御出力ポートｄ，ｅの両方または何れか一方を高レベルに設定して、通電用リレー（６ａ，６ｂ）（７ａ，７ｂ）の両方または何れか一方をＯＮにし（ＳＴ３）、ＯＮ故障検知時間Ｔ１のカウントを開始する（ＳＴ４）。なお、図３（２）（３）では、通電用リレー（６ａ，６ｂ）（７ａ，７ｂ）の両方を同時にＯＮにする場合を示してある。以下、図３での表記に合わせて通電用リレー（６ａ，６ｂ）（７ａ，７ｂ）の両方を同時にＯＮ・ＯＦＦするとして説明する。
【００２５】
マイコン１１は、ＯＮ故障検知時間Ｔ１のカウントを終了するまで（ＳＴ５：Ｎｏ）の間における判定時間内に、電流監視ポートａに入力されるヒータ電流が、ＯＮ故障検知のために予め定めた判定値を超えるか否かを所定する（ＳＴ６）。なお、判定値は、ノイズを考慮して、ゼロではない所定値である。
【００２６】
ＳＴ６において、電流監視ポートａに入力されるヒータ電流が判定値と同等か大きいことが検知されると（ＳＴ６：Ｙｅｓ）マイコン１１は、遮断用リレー（４ａ，４ｂ）のＯＮ故障と判断し、通電用リレー（６ａ，６ｂ）（７ａ，７ｂ）をＯＦＦにする異常停止処理を実行し（ＳＴ７）、本手順を終了する。
【００２７】
一方、ＳＴ６において、電流監視ポートａに入力されるヒータ電流が判定値よりも小さいことが検知されると（ＳＴ６：Ｎｏ）、マイコン１１は、遮断用リレー（４ａ，４ｂ）は正常と判断し、ＯＮ故障検知時間Ｔ１のカウントを終了する（ＳＴ５：Ｙｅｓ）のを待って、通電用リレー（６ａ，６ｂ）（７ａ，７ｂ）をＯＦＦにする（ＳＴ８）。
【００２８】
そして、マイコン１１は、所定時間ｔ１の経過後に遮断用リレー（４ａ，４ｂ）をＯＮにし（ＳＴ９）、更に、所定時間ｔ２の経過後に通電用リレー（６ａ，６ｂ）（７ａ，７ｂ）をＯＮにする（ＳＴ１０）ことで、ヒータ１ａ，１ｂへの通電を行うヒータ運転モードを実行する（ＳＴ１１）。このとき、マイコン１１は、ヒータ運転モードを実行（ＳＴ１１）している過程で、ユーザ指定監視ポートｂに運転停止指示が入力されるのを監視する（ＳＴ１２）。
【００２９】
なお、遮断用リレー（４ａ，４ｂ）は正常と判断し、ヒータ運転モード（ＳＴ１１）へ移行する際に、一旦通電用リレー（６ａ，６ｂ）（７ａ，７ｂ）をＯＦＦにして（ＳＴ８）から遮断用リレー（４ａ，４ｂ）をＯＮにし（ＳＴ９）、その後、通電用リレー（６ａ，６ｂ）（７ａ，７ｂ）をＯＮにする（ＳＴ１０）ので、遮断用リレー（４ａ，４ｂ）の接点４ａでのアーク発生を抑制することができる。
【００３０】
マイコン１１は、ヒータ運転モードを実行（ＳＴ１１）している過程で、ユーザ指定監視ポートｂに運転停止指示が入力されると（ＳＴ１２：Ｙｅｓ）、通電用リレー（６ａ，６ｂ）（７ａ，７ｂ）をＯＦＦにし（ＳＴ１３）、ＯＮ故障検知時間Ｔ２のカウントを開始する（ＳＴ１４）。
【００３１】
マイコン１１は、ＯＮ故障検知時間Ｔ２のカウントを終了するまで（ＳＴ１５：Ｎｏ）の間における判定時間内に、電流監視ポートａに入力されるヒータ電流が、ＯＮ故障検知のために予め定めた判定値を超えるか否かを判定する（ＳＴ１６）。
【００３２】
ＳＴ１６において、電流監視ポートａに入力されるヒータ電流が判定値と同等か大きいことが検知されると（ＳＴ１６：Ｙｅｓ）マイコン１１は、通電用リレー（６ａ，６ｂ）（７ａ，７ｂ）のＯＮ故障と判断し、遮断用リレー（４ａ，４ｂ）をＯＦＦにする異常停止処理を実行し（ＳＴ１７）、本手順を終了する。
【００３３】
一方、ＳＴ１６において、電流監視ポートａに入力されるヒータ電流が判定値よりも小さいことが検知されると（ＳＴ１６：Ｎｏ）、マイコン１１は、通電用リレー（６ａ，６ｂ）（７ａ，７ｂ）は正常と判断し、ＯＮ故障検知時間Ｔ２のカウントを終了する（ＳＴ１５：Ｙｅｓ）のを待って、遮断用リレー（４ａ，４ｂ）をＯＦＦにし（ＳＴ１８）、ＳＴ２へ戻り、次の運転開始指示の入力を待機する。
【００３４】
以上をまとめると、図３に示すように、全てのリレーをＯＦＦにしてヒータ運転開始指示の入力を待機し、ヒータ運転開始指示が入力されると、遮断用リレー（４ａ，４ｂ）をＯＦＦに保持し、ＯＮ故障検知時間Ｔ１内、通電用リレー（６ａ，６ｂ）（７ａ，７ｂ）をＯＮ状態に設定し、そのときのヒータ電流を監視して遮断用リレー（４ａ，４ｂ）のＯＮ故障有無を判断する。
【００３５】
ＯＮ故障検知時間Ｔ１内に遮断用リレー（４ａ，４ｂ）のＯＮ故障が検知されると、その時点で通電用リレー（６ａ，６ｂ）（７ａ，７ｂ）をＯＦＦにし異常停止となるが、遮断用リレー（４ａ，４ｂ）が正常であると、図３に示すように、所定時間ｔ１，ｔ２を設定して遮断用リレー（４ａ，４ｂ）の接点４ａでのアーク発生を抑制してから通常のヒータ運転モードへ移行する。
【００３６】
そして、ヒータ運転停止指示が入力されると、通電用リレー（６ａ，６ｂ）（７ａ，７ｂ）のみをＯＦＦにし、ＯＮ故障検知時間Ｔ２内においてヒータ電流を監視して通電用リレー（６ａ，６ｂ）（７ａ，７ｂ）のＯＮ故障有無を判断する。ＯＮ故障検知時間Ｔ２内に通電用リレー（６ａ，６ｂ）（７ａ，７ｂ）のＯＮ故障が検知されると、その時点で遮断用リレー（４ａ，４ｂ）をＯＦＦにし異常停止となるが、通電用リレー（６ａ，６ｂ）（７ａ，７ｂ）が正常であると、図３に示すように、ＯＮ故障検知時間Ｔ２の経過時に遮断用リレー（４ａ，４ｂ）をＯＦＦにし、次のヒータ運転開始指示の入力を待機する状態になる。
【００３７】
（第２の動作例）
図４は、ＯＮ故障検知の第２の動作例の制御手順を説明するフローチャートである。図５は、図４に示す制御手順により行われるＯＮ故障検知動作を説明するタイミングチャートである。なお、図３において、時間Ｔ３，Ｔ４は、ＯＮ故障検知時間である。また、時間ｔ３，ｔ４は、遮断用リレーの接点４ａでのアークの発生を防止するための所定時間である。
【００３８】
図４において、マイコン１１は、電源スイッチが投入され電源回路５からＤＣ５Ｖの直流電源１３が印加されると、制御出力ポートｃ，ｄ，ｅを共に低レベルに設定して遮断用リレー（４ａ，４ｂ）および通電用リレー（６ａ，６ｂ，７ａ，７ｂ）を共にＯＦＦにし（ＳＴ２０）、ユーザ指示監視ポートｂにヒータ運転開始指示が入力されるのを待機する（ＳＴ２１）。
【００３９】
ユーザがヒータ運転開始を指示すると（ＳＴ２１：Ｙｅｓ）、まず、制御出力ポートｃを高レベルに設定して遮断用リレー（４ａ，４ｂ）をＯＮにし（ＳＴ２２）、所定時間ｔ３の経過後に、ヒータ運転開始指示に従い、制御出力ポートｄ，ｅの両方または何れか一方を高レベルに設定して通電用リレー（６ａ，６ｂ）（７ａ，７ｂ）の両方または何れか一方をＯＮにし（ＳＴ２３）、ヒータ運転モードを実行する（ＳＴ２４）。なお、図５（２）（３）では、通電用リレー（６ａ，６ｂ）（７ａ，７ｂ）の両方を同時にＯＮにする場合を示してある。以下、図５での表記に合わせて通電用リレー（６ａ，６ｂ）（７ａ，７ｂ）の両方を同時にＯＮ・ＯＦＦするとして説明する。
【００４０】
マイコン１１は、ヒータ運転モードを実行（ＳＴ２４）している過程で、ユーザ指定監視ポートｂに運転停止指示が入力されると（ＳＴ２５：Ｙｅｓ）、通電用リレー（６ａ，６ｂ）（７ａ，７ｂ）をＯＦＦにし（ＳＴ２６）、ＯＮ故障検知時間Ｔ３のカウントを開始する（ＳＴ２７）。
【００４１】
マイコン１１は、ＯＮ故障検知時間Ｔ３のカウントを終了するまで（ＳＴ２８：Ｎｏ）の間における判定時間内に、電流監視ポートａに入力されるヒータ電流が、故障検知のために予め定めた判定値を超えるか否かを判定する（ＳＴ２９）。
【００４２】
ＳＴ２９において、電流監視ポートａに入力されるヒータ電流が判定値と同等か大きいことが検知されると（ＳＴ２９：Ｙｅｓ）マイコン１１は、通電用リレー（６ａ，６ｂ）（７ａ，７ｂ）のＯＮ故障と判断し、遮断用リレー（４ａ，４ｂ）をＯＦＦにする異常停止処理を実行し（ＳＴ３０）、本手順を終了する。
【００４３】
一方、ＳＴ２９において、電流監視ポートａに入力されるヒータ電流が判定値よりも小さいことが検知されると（ＳＴ２９：Ｎｏ）、マイコン１１は、通電用リレー（６ａ，６ｂ）（７ａ，７ｂ）は正常と判断し、ＯＮ故障検知時間Ｔ３のカウントを終了する（ＳＴ２８：Ｙｅｓ）のを待って、遮断用リレー（４ａ，４ｂ）をＯＦＦにする（ＳＴ３１）。そして、所定時間ｔ４経過後に通電用リレー（６ａ，６ｂ）（７ａ，７ｂ）をＯＮにし（ＳＴ３２）、ＯＮ故障検知時間Ｔ４のカウントを開始する（ＳＴ３３）。
【００４４】
マイコン１１は、ＯＮ故障検知時間Ｔ４のカウントを終了するまで（ＳＴ３４：Ｎｏ）の間における判定時間内に、電流監視ポートａに入力されるヒータ電流が、故障検知のために予め定めた判定値を超えるか否かを判定する（ＳＴ３５）。
【００４５】
ＳＴ３５において、電流監視ポートａに入力されるヒータ電流が判定値と同等か大きいことが検知されると（ＳＴ３５：Ｙｅｓ）マイコン１１は、遮断用リレー（４ａ，４ｂ）のＯＮ故障と判断し、通電用リレー（６ａ，６ｂ）（７ａ，７ｂ）をＯＦＦにする異常停止処理を実行し（ＳＴ３６）、本手順を終了する。
【００４６】
一方、ＳＴ３５において、電流監視ポートａに入力されるヒータ電流が判定値よりも小さいことが検知されると（ＳＴ３５：Ｎｏ）、マイコン１１は、遮断用リレー（４ａ，４ｂ）は正常と判断し、ＯＮ故障検知時間Ｔ４のカウントを終了する（ＳＴ３４：Ｙｅｓ）のを待って、ＳＴ２１へ戻り、次の運転開始指示の入力を待機する。
【００４７】
なお、ＳＴ２２とＳＴ２３、および、ＳＴ３１とＳＴ３２は、それぞれ、遮断用リレー（４ａ，４ｂ）の接点４ａでのアーク発生を抑制するための処理である。
【００４８】
以上をまとめると、図５に示すように、全てのリレーをＯＦＦにしてヒータ運転開始指示の入力を待機し、ヒータ運転開始指示が入力されると、まず、遮断用リレー（４ａ，４ｂ）のＯＮにし、所定時間ｔ３経過後に通電用リレー（６ａ，６ｂ）（７ａ，７ｂ）をＯＮにすることで遮断用リレー（４ａ，４ｂ）の接点４ａでのアーク発生を抑制してから通常のヒータ運転モードへ移行する。そして、ヒータ運転停止指示が入力されると、通電用リレー（６ａ，６ｂ）（７ａ，７ｂ）のみをＯＦＦにし、ＯＮ故障検知時間Ｔ３内においてヒータ電流を監視して通電用リレー（６ａ，６ｂ）（７ａ，７ｂ）のＯＮ故障有無を判断する。
【００４９】
ＯＮ故障検知時間Ｔ３内に通電用リレー（６ａ，６ｂ）（７ａ，７ｂ）のＯＮ故障が検知されると、その時点で遮断用リレー（４ａ，４ｂ）をＯＦＦにし異常停止となるが、通電用リレー（６ａ，６ｂ）（７ａ，７ｂ）が正常であると、図５に示すように、まず、ＯＮ故障検知時間Ｔ３の経過時に遮断用リレー（４ａ，４ｂ）をＯＦＦにし、所定時間ｔ４経過後に通電用リレー（６ａ，６ｂ）（７ａ，７ｂ）をＯＮにすることで遮断用リレー（４ａ，４ｂ）の接点４ａでのアーク発生を抑制し、通電用リレー（６ａ，６ｂ）（７ａ，７ｂ）をＯＮ状態にしているＯＮ故障検知時間Ｔ４内においてヒータ電流を監視して遮断用リレー（４ａ，４ｂ）のＯＮ故障有無を判断する。
【００５０】
ＯＮ故障検知時間Ｔ４内に遮断用リレー（４ａ，４ｂ）のＯＮ故障が検知されると、その時点で通電用リレー（６ａ，６ｂ）（７ａ，７ｂ）をＯＦＦにし異常停止となるが、遮断用リレー（４ａ，４ｂ）が正常であると、図５に示すように、ＯＮ故障検知時間Ｔ４の経過後に通電用リレー（６ａ，６ｂ）（７ａ，７ｂ）をＯＦＦにし、次のヒータ運転開始指示の入力を待機する状態になる。
【００５１】
（第３の動作例）
図６は、ＯＮ故障検知の第３の動作例の制御手順を説明するフローチャートである。図７は、図６に示す制御手順により行われるＯＮ故障検知動作を説明するタイミングチャートである。なお、図７において、時間Ｔ５，Ｔ６は、ＯＮ故障検知時間である。また、時間ｔ５，ｔ６は、遮断用リレーの接点４ａでのアークの発生を防止するための所定時間である。
【００５２】
図６において、マイコン１１は、電源スイッチが投入され電源回路５からＤＣ５Ｖの直流電源１３が印加されると、制御出力ポートｃ，ｄ，ｅを共に低レベルに設定して遮断用リレー（４ａ，４ｂ）および通電用リレー（６ａ，６ｂ）（７ａ，７ｂ）を共にＯＦＦにし（ＳＴ４０）、ユーザ指示監視ポートｂにヒータ運転開始指示が入力されるのを待機する（ＳＴ４１）。
【００５３】
ユーザがヒータ運転開始を指示すると（ＳＴ４１：Ｙｅｓ）、まず、指定に従って制御出力ポートｄ，ｅの両方または一方を高レベルに設定して通電用リレー（６ａ，６ｂ）（７ａ，７ｂ）の両方または何れか一方をＯＮにし（ＳＴ４２）、ＯＮ故障検知時間Ｔ５のカウントを開始する。なお、図７（２）（３）では、通電用リレー（６ａ，６ｂ）（７ａ，７ｂ）の両方を同時にＯＮにする場合を示してある。以下、図７での表記に合わせて通電用リレー（６ａ，６ｂ）（７ａ，７ｂ）の両方を同時にＯＮ・ＯＦＦするとして説明する。
【００５４】
マイコン１１は、ＯＮ故障検知時間Ｔ５のカウントを終了するまで（ＳＴ４４：Ｎｏ）の間における判定時間内に、電流監視ポートａに入力されるヒータ電流が、ＯＮ故障検知のために予め定めた判定値を超えるか否かを判定する（ＳＴ４５）。
【００５５】
ＳＴ４５において、電流監視ポートａに入力されるヒータ電流が判定値と同等か大きいことが検知されると（ＳＴ４５：Ｙｅｓ）マイコン１１は、遮断用リレー（４ａ，４ｂ）のＯＮ故障と判断し、通電用リレー（６ａ，６ｂ）（７ａ，７ｂ）をＯＦＦにする異常停止処理を実行し（ＳＴ４６）、本手順を終了する。
【００５６】
一方、ＳＴ４５において、電流監視ポートａに入力されるヒータ電流が判定値よりも小さいことが検知されると（ＳＴ４５：Ｎｏ）、マイコン１１は、遮断用リレー（４ａ，４ｂ）は正常と判断し、ＯＮ故障検知時間Ｔ５のカウントを終了する（ＳＴ４４：Ｙｅｓ）のを待って、通電用リレー（６ａ，６ｂ）（７ａ，７ｂ）をＯＦＦにし（ＳＴ４７）、ｔ５経過後に遮断用リレー（４ａ，４ｂ）をＯＮにし（ＳＴ４８）、ＯＮ故障検知時間Ｔ６のカウントを開始する（ＳＴ４９）。
【００５７】
マイコン１１は、ＯＮ故障検知時間Ｔ６のカウントを終了するまで（ＳＴ５０：Ｎｏ）の間における判定時間内に、電流監視ポートａに入力されるヒータ電流が、ＯＮ故障検知のために予め定めた判定値を超えるか否かを判定する（ＳＴ５１）。
【００５８】
ＳＴ５１において、電流監視ポートａに入力されるヒータ電流が判定値と同等か大きいことが検知されると（ＳＴ５１：Ｙｅｓ）マイコン１１は、通電用リレー（６ａ，６ｂ）（７ａ，７ｂ）のＯＮ故障と判断し、遮断用リレー（４ａ，４ｂ）をＯＦＦにする異常停止処理を実行し（ＳＴ５２）、本手順を終了する。
【００５９】
一方、ＳＴ５２において、電流監視ポートａに入力されるヒータ電流が判定値よりも小さいことが検知されると（ＳＴ５２：Ｎｏ）、マイコン１１は、通電用リレー（６ａ，６ｂ）（７ａ，７ｂ）は正常と判断し、ＯＮ故障検知時間Ｔ６のカウントを終了する（ＳＴ５０：Ｙｅｓ）のを待って通電用リレー（６ａ，６ｂ）（７ａ，７ｂ）をＯＮにし（ＳＴ５３）、ヒータ運転モードを実行する（ＳＴ５４）。
【００６０】
マイコン１１は、ヒータ運転モードを実行（ＳＴ５４）している過程で、ユーザ指定監視ポートｂに運転停止指示が入力されると（ＳＴ５５：Ｙｅｓ）、通電用リレー（６ａ，６ｂ）（７ａ，７ｂ）をＯＦＦにし（ＳＴ５５）、所定時間ｔ６経過後に遮断用リレー（４ａ，４ｂ）をＯＦＦにし（ＳＴ５７）、ＳＴ４１へ戻り、次の運転開始指示の入力を待機する。
【００６１】
なお、ＳＴ４７とＳＴ４８、および、ＳＴ５６とＳＴ５７は、それぞれ、遮断用リレー（４ａ，４ｂ）の接点４ａでのアーク発生を抑制するための処理である。
【００６２】
以上をまとめると、図７に示すように、全てのリレーをＯＦＦにしてヒータ運転開始指示の入力を待機し、ヒータ運転開始指示が入力されると、ＯＮ故障検知時間Ｔ５内、通電用リレー（６ａ，６ｂ）（７ａ，７ｂ）のみをＯＮにし、それを継続しているＯＮ故障検知時間Ｔ５内においてヒータ電流を監視して遮断用リレー（４ａ，４ｂ）のＯＮ故障有無を判断する。
【００６３】
ＯＮ故障検知時間Ｔ５内に遮断用リレー（４ａ，４ｂ）のＯＮ故障が検知されると、その時点で通電用リレー（６ａ，６ｂ）（７ａ，７ｂ）をＯＦＦにし異常停止となるが、遮断用リレー（４ａ，４ｂ）が正常であると、図７に示すように、まず、ＯＮ故障検知時間Ｔ５の経過時に通電用リレー（６ａ，６ｂ）（７ａ，７ｂ）をＯＦＦにし、所定時間ｔ５経過後に遮断用リレー（４ａ，４ｂ）をＯＮにすることで遮断用リレー（４ａ，４ｂ）の接点４ａでのアーク発生を抑制し、通電用リレー（６ａ，６ｂ）（７ａ，７ｂ）をＯＦＦ状態に維持しているＯＮ故障検知時間Ｔ６内においてヒータ電流を監視して通電用リレー（６ａ，６ｂ）（７ａ，７ｂ）のＯＮ故障有無を判断する。
【００６４】
ＯＮ故障検知時間Ｔ６内に通電用リレー（６ａ，６ｂ）（７ａ，７ｂ）のＯＮ故障が検知されると、その時点で遮断用リレー（４ａ，４ｂ）をＯＦＦにし異常停止となるが、通電用リレー（６ａ，６ｂ）（７ａ，７ｂ）が正常であると、図７に示すように、ＯＮ故障検知時間Ｔ６の経過後に通電用リレー（６ａ，６ｂ）（７ａ，７ｂ）をＯＮにしてヒータ運転モードに移行する。そして、ヒータ運転停止指示が入力されると、通電用リレー（６ａ，６ｂ）（７ａ，７ｂ）のみをＯＦＦにし、所定時間ｔ６の経過後に遮断用リレー（４ａ，４ｂ）をＯＦＦにすることで遮断用リレー（４ａ，４ｂ）の接点４ａでのアーク発生を抑制し、次のヒータ運転開始指示の入力を待機する状態になる。
【００６５】
このように、実施の形態１によれば、１以上の通電用リレーの電源入力側に遮断用リレーを設け、また、ヒータ電流をモニタする回路を設け、ＯＮ故障検知時間内において遮断用リレーと通電用リレーとを相補的にＯＮ・ＯＦＦさせ、そのときのヒータ電流に基づいて、接点溶着故障やトランジスタの短絡故障による遮断用リレーおよび通電用リレーの各ＯＮ故障の有無を判断するので、正確に各ＯＮ故障を検知することができる。
【００６６】
そのとき、遮断用リレーと通電用リレーとに共にＯＮ故障が検知されない通常の運転状態において、第１の動作例〜第３の動作例に示すように、遮断用リレーおよび通電用リレーのＯＮ・ＯＦＦ動作に時間差を設け、遮断用リレーの接点でのアーク発生を抑制するようにしたので、遮断用リレーの接点溶着故障を極めて少なくすることができる。換言すれば、遮断用リレーと通電用リレーとに、同時にＯＮ故障が発生する確率は極めて少ないと考えることができる。
【００６７】
したがって、遮断用リレーと通電用リレーの何れか一方にＯＮ故障が発生した場合は、何れか他方の正常なリレーにより、迅速にヒータへの通電を強制停止できるので、ユーザの使用意図とは無関係にヒータに通電を続けてしまうような異常状態がなくなり、安全なヒータ制御を可能にするヒータ駆動回路を実現できる。
【００６８】
なお、図１では、ヒータ電流検知回路８として、絶縁型を示したが、例えば、ヒータ１ａ，１ｂの各他端と商用電源２の他端との接続ラインにヒータ電流を取り出す抵抗器を設けるなどした非絶縁型で構成してもよい。また、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３は、バイポーラ型トランジスタを用いたが、ＭＯＳ型トランジスタを用いてもよい。
【００６９】
実施の形態２．
図８は、この発明の実施の形態２として、図１に示したヒータ駆動回路での他の動作例を説明するタイミングチャートである。この実施の形態２では、本発明で設ける遮断用リレーの今一つの利用方法について説明する。
【００７０】
回路基板に半田付けにより固定搭載されるリレーは、コイルに通電しているＯＮ期間内自己発熱している。半田付け部は、この自己発熱により加熱され、温度がリレーＯＦＦ時よりも高くなる。このように半田付け部に生ずる温度差は熱衝撃と呼ばれているが、この熱衝撃によって半田付け部は半田切れを起こしやすくなることが知られている。具体的には、温度差が大きい場合で、コイルへの通電・停止の繰り返し回数が大きいほど、半田付け部への熱衝撃が大きくなって半田切れを起こしやすくなる。
【００７１】
そこで、この実施の形態２では、図８に示すように、ヒータ運転開始指示の入力を待機しているヒータＯＦＦ期間２０では、遮断用リレー（４ａ，４ｂ）をＯＦＦさせている点に着目し、このヒータＯＦＦ期間２０の間、通電用リレー（６ａ，６ｂ）（７ａ，７ｂ）をＯＮさせるようにした。ヒータ１ａ，１ｂにはヒータ電流は流れないが、通電用リレー（６ａ，６ｂ）（７ａ，７ｂ）のコイル６ｂ，７ｂに電流が流れるので、ヒータＯＦＦ期間２０において自己発熱により半田付け部の温度は、リレーＯＦＦ時よりも高い或る温度に上昇する。
【００７２】
そうすると、ヒータ運転開始指示が入力されると、遮断用リレー（４ａ，４ｂ）の接点４ａでのアーク発生を抑制する期間２１の経過後に、ヒータ運転モードが実行されるが、通電用リレー（６ａ，６ｂ）（７ａ，７ｂ）の半田付け部の温度は、ヒータＯＦＦ期間２０において予め或る温度に高めてあるので、ヒータ運転モード時に通電用リレー（６ａ，６ｂ）（７ａ，７ｂ）のコイル６ｂ，７ｂに電流が流れて上昇する半田付け部の温度との温度差を小さくすことができる。すなわち、半田付け部への熱衝撃が大幅に軽減されるので、半田切れを起こり難くすることができる。
【００７３】
加えて、この実施の形態２では、ヒータＯＦＦ期間２０において、通電用リレー（６ａ，６ｂ）（７ａ，７ｂ）をＯＮさせる点に着目し、遮断用リレー（４ａ，４ｂ）のＯＮ故障有無を、実施の形態１にて説明した手順で判断するようにしている。当然、ヒータＯＦＦ期間２０において、遮断用リレー（４ａ，４ｂ）のＯＮ故障が検知されると、通電用リレー（６ａ，６ｂ）（７ａ，７ｂ）を直ちにＯＦＦさせて異常停止を実行する。
【００７４】
図８では、ヒータＯＦＦ期間２０において、遮断用リレー（４ａ，４ｂ）のＯＮ故障が検知されないときに、ヒータ運転開始指示が入力されると、アーク発生抑制期間２１の経過後に、ヒータ運転モードを実行する場合を示してある。
【００７５】
そして、ヒータ運転停止指示が入力されると、実施の形態１にて説明した手順で、ＯＮ故障検知時間２２を設定し、通電用リレー（６ａ，６ｂ）（７ａ，７ｂ）のＯＮ故障有無を判断する。通電用リレー（６ａ，６ｂ）（７ａ，７ｂ）にＯＮ故障が検知されない場合に、ＯＮ故障検知時間２２の経過を待って遮断用リレー（４ａ，４ｂ）をＯＦＦにし、その後に、通電用リレー（６ａ，６ｂ）（７ａ，７ｂ）をＯＮにするアーク発生抑制手順を行ってから上記したヒータＯＦＦ期間２０へ移行する。
【００７６】
なお、図８では、通電用リレー（６ａ，６ｂ）（７ａ，７ｂ）のＯＮ故障有無の判断をヒータ運転停止指示が入力されたタイミングで行う場合を示したが、ヒータ運転開始指示が入力されたタイミングで行い、正常で有る場合に、ヒータ運転モードを実行するようにしてもよい。
【００７７】
以上のように、この実施の形態２では、１以上の通電用リレーの電源入力側に遮断用リレーを設ける構成を利用して、ヒータ運転待機時（ヒータＯＦＦ時）において１以上の通電用リレーをＯＮさせて半田付け部を或る温度に予熱しておくようにしたので、ヒータ運転時（ヒータＯＮ時）での半田付け部の温度との温度差を小さくすることができ、半田付け部への熱衝撃を大幅に軽減することができる。すなわち、１以上の通電用リレーの基板との半田付け部の寿命を引き延ばすことができ、本発明によるＯＮ故障検知動作の実効性を高めることができる。
【産業上の利用可能性】
【００７８】
以上のように、本発明にかかるヒータ駆動回路は、通電用リレーの接点溶着や通電用トランジスタの短絡故障による通電用リレーのＯＮ故障を検知すると、温度ヒューズを溶断させることなく、迅速にヒータへの通電を停止できるので、安全なヒータ制御を可能にするヒータ駆動回路として有用である。
【符号の説明】
【００７９】
１ａ，１ｂ  ヒータ（電気ヒータ）
２  商用電源
３  温度ヒューズ
４ａ  遮断用リレーの接点
４ｂ  遮断用リレーのコイル
５  電源回路
６ａ，７ａ  通電用リレーの接点
６ｂ，７ｂ  通電用リレーのコイル
８  ヒータ電流検知回路
１１  制御回路（マイコン）
Ｑ１  トランジスタ（遮断用スイッチング素子）
Ｑ２，Ｑ３  トランジスタ（通電用スイッチング素子）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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