(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子回路上の所定ノード間における被判定電圧を検知する電圧検知部と、
前記被判定電圧が所定の故障判定用の閾値電圧範囲内にあるか否かを判定し、前記被判定電圧が前記閾値電圧範囲外にある場合に前記所定ノード間に故障があると故障判定する故障判定部と、を備えてなる電子回路の故障判定回路であって、
１つの前記被判定電圧に対する前記閾値電圧範囲が、第１閾値電圧範囲と第２閾値電圧範囲の少なくとも２通り設定され、
前記第１閾値電圧範囲は、前記被判定電圧が当該第１閾値電圧範囲内から一時的にその範囲外となった後に正常電圧範囲に戻った場合、以後の前記電子回路が正常動作可能な電圧範囲として、前記第２閾値電圧範囲は、前記被判定電圧が当該第２閾値電圧範囲内から一時的にその範囲外となった後に正常電圧範囲に戻った場合であっても、以後の前記電子回路が正常動作できない電圧範囲として、夫々規定され、
前記故障判定部は、前記所定ノード間に存在する部品または回路に応じて予め設定された電源投入後から電圧が安定するまでの安定化期間の経過後に、前記第１閾値電圧範囲を基準とする前記故障判定を行い、前記安定化期間の経過の前後に拘らず、前記第２閾値電圧範囲を基準とする前記故障判定を行うことを特徴とする電子回路の故障判定回路。
【請求項２】
前記故障判定状態において、前記被判定電圧が所定の復帰判定用の閾値電圧範囲内にあるか否かを判定し、前記被判定電圧が前記復帰判定用の閾値電圧範囲内にある場合に前記所定ノード間が故障から復帰していると復帰判定する復帰判定部を備え、
前記復帰判定部は、前記安定化期間の経過後に、前記復帰判定を行うことを特徴とする請求項１に記載の電子回路の故障判定回路。
【請求項３】
前記復帰判定部は、前記第２閾値電圧範囲を基準とする前記故障判定後の前記所定ノード間の故障に対し、前記復帰判定を行わないことを特徴とする請求項２に記載の電子回路の故障判定回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器等の電子回路内における電気的物理量をその正常値と比較して故障判定を行う故障判定回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、電子機器等の電子回路にその故障判定を行う故障判定回路等の制御回路を設け、電子回路内における電圧値や電流値等の所定の電気的物理量を検出し、その検出結果と該所定の電気的物理量の正常値を照合比較し、その検出結果が正常値を逸脱している場合に該電子回路を故障と判定し、所定の故障表示出力を発生するようにしていた。かかる制御回路を設けることで、早期に電子回路の故障を発見し、また、故障部位の特定を可能とすることで、故障修理を容易にするとともに、重度の故障が発生するのを未然に防止することがなされていた。
【０００３】
例えば、下記の特許文献１または特許文献２等に開示されている故障判定方法では、電子回路（プリント基板）へ電源を供給する部分の電流値を測定する手段を設け、当該電流値とその電流値の正常値を比較することで、該電子回路の故障判定を行うようにしている。
【特許文献１】特開２０００−７４９９８号公報
【特許文献２】特開２００３−９８２２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の故障判定方法では、検出した電気的物理量が正常値を逸脱していると即座に故障と判定されるために、判定対象の電子回路が電源投入直後で不安定な状態であれば、故障状態でないにも拘らず故障と判定される虞があった。この場合、使用者は電源投入後の一定期間内の故障表示の出力に対しては、故障でないとして無視する必要があった。
【０００５】
また、電源投入後から一定時間が経過し、電子回路の動作が安定した状態において、故障状態から正常状態に復帰しているか否かを判定する故障復帰判定を行い、正常状態である場合に故障状態から正常状態に復帰させて故障表示出力をリセットすることも可能である。しかし、当該故障復帰判定機能を備えている場合、故障状態を検出して故障表示を出力している状態で、仮に停電等によって一旦電源が遮断された後に電源が復帰した場合に、その電源再投入直後の不安定状態で逆に真の故障状態が正常状態であると誤判定され故障復帰判定がなされる虞がある。
【０００６】
更に、故障判定の対象となる被判定電圧が複数箇所に及ぶ場合は、被判定電圧毎に電源投入から電圧が安定化するまでに要する時間が異なると、電源投入後の一定期間内の故障表示であっても、電子回路の不安定動作に起因する誤判定による故障表示と、真の故障判定による故障表示の出力が混在する可能性がある。
【０００７】
本発明は、上述の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、上記問題点を解消し、電子回路の不安定動作に起因する誤判定を防止し、的確な故障判定を行える故障判定回路を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この目的を達成するための本発明に係る故障判定回路は、電子回路上の所定ノード間における被判定電圧を検知する電圧検知部と、前記被判定電圧が所定の故障判定用の閾値電圧範囲内にあるか否かを判定し、前記被判定電圧が前記閾値電圧範囲外にある場合に前記所定ノード間に故障があると故障判定する故障判定部と、を備えてなる電子回路の故障判定回路であって、１つの前記被判定電圧に対する前記閾値電圧範囲が、第１閾値電圧範囲と第２閾値電圧範囲の少なくとも２通り設定され、前記第１閾値電圧範囲は、前記被判定電圧が当該第１閾値電圧範囲内から一時的にその範囲外となった後に正常電圧範囲に戻った場合、以後の前記電子回路が正常動作可能な電圧範囲として、前記第２閾値電圧範囲は、前記被判定電圧が当該第２閾値電圧範囲内から一時的にその範囲外となった後に正常電圧範囲に戻った場合であっても、以後の前記電子回路が正常動作できない電圧範囲として、夫々規定され、前記故障判定部が、前記所定ノード間に存在する部品または回路に応じて予め設定された電源投入後から電圧が安定するまでの安定化期間の経過後に、前記第１閾値電圧範囲を基準とする前記故障判定を行い、前記安定化期間の経過の前後に拘らず、前記第２閾値電圧範囲を基準とする前記故障判定を行うことを第１の特徴とする。
【０００９】
上記第１の特徴によれば、電子回路の判定対象となっている所定ノード間の部品または回路（以下、適宜「判定対象回路等」と略称する。）に応じて定まる電源投入後から当該判定対象回路等に印加される電圧が安定するまでの安定化期間の経過後に、故障判定部が故障判定を行うので、当該判定対象回路等に印加される安定した電圧に基づく正確な故障判定が可能となる。更に、判定対象回路等が複数あって、これら判定対象回路等毎に電源投入後の安定化期間が異なる場合には、判定対象回路等毎に安定化期間を個別に設定することにより、判定対象回路等毎に的確な故障判定を行うことができる。また、どの判定対象回路等で故障判定されたかに拘らずに一律に同じ故障表示を出力することができる。更に、故障判定部は、故障判定結果を判定対象回路等毎に個別に記憶することにより、事後の故障解析に対して、故障部位の特定を容易にし、早期の故障解析を可能とする。
【００１０】
更に、例えば、第１閾値電圧範囲を、被判定電圧が当該第１閾値電圧範囲内から一時的にその範囲外となった後に、正常電圧範囲に戻っても、以後の電子回路の動作に影響を与えず正常動作可能な電圧範囲とし、第２閾値電圧範囲を、被判定電圧が当該第２閾値電圧範囲内から一時的にその範囲外となった後に、正常電圧範囲に戻っても、以後の電子回路の動作がその影響を受けて正常動作できない電圧範囲として設定すると、被判定電圧の故障判定閾値電圧範囲を２種類以上に区別して故障判定を行うことができる。また、その際に、第２閾値電圧範囲を基準とする故障判定は、故障判定後に被判定電圧が正常範囲に復帰しても正常動作できない重度の故障であるので、仮に電源投入後の安定化期間内での故障判定結果でも、特に被判定電圧によっては安定化期間が長時間に及ぶものもあるため、早期に故障判定を行うことで、使用者に対して早期に当該重度の故障の存在を報知することが可能となる。
【００１１】
上記第１の特徴の故障判定回路は、更に、前記故障判定状態において、前記被判定電圧が所定の復帰判定用の閾値電圧範囲内にあるか否かを判定し、前記被判定電圧が前記復帰判定用の閾値電圧範囲内にある場合に前記所定ノード間が故障から復帰していると復帰判定する復帰判定部を備え、前記復帰判定部が、前記安定化期間の経過後に、前記復帰判定を行うことを第２の特徴とする。
【００１２】
上記第２の特徴の故障判定回路によれば、復帰判定部が、被判定電圧が閾値電圧範囲外となって故障判定された後に復帰判定用の閾値電圧範囲内に戻った場合に故障状態から復帰したとして復帰判定する場合に、被判定電圧が安定化してから復帰判定することができるので、正確な復帰判定を行うことができる。また、判定対象回路等が複数あって、これら判定対象回路等毎に電源投入後の安定化期間が異なる場合には、判定対象回路等毎に安定化期間を個別に設定することにより、判定対象回路等毎に的確な復帰判定を行うことができる。
【００１３】
上記第２の特徴の故障判定回路は、更に、前記復帰判定部が、前記第２閾値電圧範囲を基準とする前記故障判定後の前記所定ノード間の故障に対し、前記復帰判定を行わないことを第３の特徴とする。
【００１４】
上記第３の特徴の故障判定回路によれば、例えば、第１閾値電圧範囲を、被判定電圧が当該第１閾値電圧範囲内から一時的にその範囲外となった後に、正常電圧範囲に戻っても、以後の電子回路の動作に影響を与えず正常動作可能な電圧範囲とし、第２閾値電圧範囲を、被判定電圧が当該第２閾値電圧範囲内から一時的にその範囲外となった後に、正常電圧範囲に戻っても、以後の電子回路の動作がその影響を受けて正常動作できない電圧範囲とし、被判定電圧の故障判定閾値電圧範囲を２種類以上に区別して故障判定を行った場合に、第２閾値電圧範囲を基準とする故障判定は、故障判定後に被判定電圧が正常範囲に復帰しても正常動作できない重度の故障であるので、復帰判定を行わないことにより、継続して使用者に対して当該重度の故障の存在を報知することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明に係る故障判定回路（以下、適宜「本発明回路」という。）の実施の形態につき、図面に基づいて説明する。
【００１６】
〈第１実施形態〉
図１に、故障判定対象となる電子回路１０内に設けられた本発明回路１の回路構成を示す。本発明回路１は、電圧検知部２、故障判定部３、復帰判定部４、故障表示出力部５を備えて構成される。本発明回路１の各部は、具体的には、電子回路１０に搭載されるＡ／Ｄコンバータ内蔵のマイクロコンピュータ（マイコン）６のハードウェアとその上で実行されるソフトウェアで実現される。
【００１７】
電圧検知部２はマイコン６のＡ／Ｄコンバータ部を用いて形成され、電子回路１０上の所定ノードＮａｉ，Ｎｂｉ間における被判定電圧ＶＡｉ（ｉ＝１，２，・・・）を所定の時間間隔でサンプル・ホールドして検知する。被判定電圧ＶＡｉは１または複数あり（本実施形態では複数ある。）、夫々がマイコン６のアナログ入力端子に各別に接続されている。電圧検知部２は検知した被判定電圧ＶＡｉをＡ／Ｄ変換し、ディジタル化された被判定電圧ＶＤｉ（ｉ＝１，２，・・・）を故障判定部３と復帰判定部４に上記時間間隔で出力する。
【００１８】
所定ノードＮａｉ，Ｎｂｉの形態としては、図２に示す４つの基本パターンがある。先ず、所定ノードＮａｉ，Ｎｂｉ間に単体の電子部品７（抵抗やコンデンサ等の受動素子、トランジスタ等の能動素子、半導体ＬＳＩ等）が存在するパターンＡと、所定ノードＮａｉ，Ｎｂｉ間に単体の電子部品７が存在し、所定ノードＮａｉ，Ｎｂｉの一方が接地電位であるパターンＢ、所定ノードＮａｉ，Ｎｂｉ間に複数の電子部品７が並列に存在するパターンＣ、そして、所定ノードＮａｉ，Ｎｂｉ間に複数の電子部品７が直列に存在するパターンＤがある。更に、図示しないが、パターンＣまたはパターンＤにおいて所定ノードＮａｉ，Ｎｂｉの一方が接地電位である場合、所定ノードＮａｉ，Ｎｂｉ間に複数の電子部品７が並列及び直列に混在して存在するパターン等、４つの基本パターンの変形パターンが考えられる。所定ノードＮａｉ，Ｎｂｉの一方が接地電位である場合は、接地されている方のノードは、マイコン６のアナログ接地端子に接続すればよい。
【００１９】
故障判定部３は、電圧検知部２でディジタル化された被判定電圧ＶＤｉ（ｉ＝１，２，・・・）の入力を受け付け、所定の故障判定用の閾値電圧範囲内にあるか否かを判定し、被判定電圧ＶＤｉが閾値電圧範囲外にある場合に電子回路１０が故障状態であると判定して、故障判定信号Ｓ１を、故障表示出力部５に出力する。また、本実施形態では、故障判定用の閾値電圧範囲を被判定電圧ＶＤｉ毎に、夫々２種類設定してあり、その内の一方が第１閾値電圧範囲で、他方が第２閾値電圧範囲である。故障判定部３は、何れかの被判定電圧ＶＤｉにおいて故障判定を行った場合に、その故障判定が、第１閾値電圧範囲を基準とした判定か、第２閾値電圧範囲を基準とした判定かを区別する故障判定種別信号Ｓ２を復帰判定部４に対して出力する。
【００２０】
復帰判定部４は、第１閾値電圧範囲を基準とした故障判定状態において、故障判定された被判定電圧ＶＤｉが復帰判定用の第３閾値電圧範囲内にあるか否かを判定し、該被判定電圧ＶＤｉが第３閾値電圧範囲内にある場合に電子回路１０の復帰判定を行い、復帰判定信号Ｓ３を、故障表示出力部５に出力する。また、復帰判定部４は、故障判定種別信号Ｓ２によって、現在の故障判定状態が、第１閾値電圧範囲を基準とした判定か、または、第２閾値電圧範囲を基準とした判定かを識別可能であるので、第２閾値電圧範囲を基準とした故障判定状態においては、故障状態の復帰判定を行わない。
【００２１】
故障表示出力部５は、故障判定部３から故障判定信号Ｓ１を受信すると、電子回路１０内に設けられている警報装置制御部４０（図３参照）に対して表示出力信号Ｓ４を出力する。また、故障表示出力部５は、表示出力信号Ｓ４の出力中に、復帰判定部４から復帰判定信号Ｓ３を受信すると、表示出力信号Ｓ４をリセットして非活性化する。但し、複数の被判定電圧ＶＡｉに対して故障判定信号Ｓ１が出力されている状態では、全ての被判定電圧ＶＡｉに対して復帰判定信号Ｓ３を受信した場合にのみ表示出力信号Ｓ４をリセットする。
【００２２】
次に、本発明回路１による故障判定対象となる電子回路１０について簡単に説明する。本実施形態では、電子回路１０として、ガスセンサを備えて周囲の雰囲気中の検知対象ガス成分濃度が所定の基準値以上となったことを検知して警報を発する警報器を例に説明する。警報器等の電子機器に使用される電子回路１０は、図３に示すように、一般に、ＡＣ電源仕様の場合は、商用のＡＣ１００Ｖから内部回路で使用する１種類以上の直流電源電圧を生成して、各回路ブロックに供給する電源回路部２０と、例えば所定のガス検知を行うセンサ回路部３０と、センサ回路部３０での検知結果に基づいて所定の警報出力を光出力によって行うＬＥＤ等の光出力素子４１や音声出力によって行うスピーカ等の音声出力素子４２を制御する警報装置制御部４０等を備えて構成される。本実施形態では、故障判定の表示出力を、警報出力を行う光出力素子４１や音声出力素子４２を利用して実行する。尚、警報出力と故障判定表示出力の区別は、例えば、発光色や発光の点滅パターン、或いは、音声のメッセージ内容等によって実現する。従って、警報装置制御部４０は、本発明回路１の故障表示出力部５から表示出力信号Ｓ４を受信すると所定の故障報知用の光出力と音声出力がなされるように、光出力素子４１と音声出力素子４２を制御する。
【００２３】
図４に、電源回路部２０の回路構成例と、電源回路部２０内に設定されたノードＮａ１，Ｎｂ１の一例を示す。図４に示す例では、ノードＮａ１，Ｎｂ１の被判定電圧ＶＡ１は、電子回路１０内のマイコン６や各種データを格納し、保存するためのＥＥＰＲＯＭ（不揮発性半導体メモリの１種、図示せず。）の供給電圧Ｖ１であり、正常電圧範囲を例えば５Ｖ±４％（４．８Ｖ〜５．２Ｖ）に設定した場合、第１閾値電圧範囲は、５Ｖ＋６％以下（５．３Ｖ以下）、第２閾値電圧範囲は、５Ｖ＋３０％以下（６．５Ｖ以下）に夫々設定する。Ｖ１＝５．２〜５．３Ｖの範囲は、マイコン６やＥＥＰＲＯＭの設計上許容される正常動作範囲であり、Ｖ１＝５．３〜６．５Ｖの範囲は、マイコン６やＥＥＰＲＯＭに対して不可逆的な変化を与えないが、設計上の正常動作の許容範囲を外れる電圧範囲であり、Ｖ１＞６．５Ｖの範囲は、マイコン６やＥＥＰＲＯＭに対して不可逆的な変化を与える可能性のある電圧範囲である。
【００２４】
図５に、センサ回路部３０の回路構成例と、センサ回路部３０内に設定されたノードＮａ２，Ｎｂ２の一例を示す。図５に示すセンサ回路部３０は、センサ素子３１とヒータ３２が一体となったガスセンサ３３を備え、ヒータ３２を流れる電流量を調整することにより加熱温度が制御され、センサ素子３１の検知対象ガス成分を切り替え可能に構成されている。図５に示す例では、ヒータ３２の両端電圧が被判定電圧ＶＡ２となっている。ヒータ３２の両端電圧ＶＡ２の正常電圧範囲を例えば１Ｖ±５％（０．９５Ｖ〜１．０５Ｖ）に設定した場合、第１閾値電圧範囲は、１Ｖ＋８％以下（１．０８Ｖ以下）、第２閾値電圧範囲は、１Ｖ＋２０％以下（１．２Ｖ以下）に夫々設定する。ＶＡ２＝１．０５〜１．０８Ｖの範囲は、ヒータ３２の両端電圧の設計上許容される正常動作範囲であり、ＶＡ２＝１．０８〜１．２Ｖの範囲は、ヒータ３２またはセンサ素子３１に対して不可逆的な変化を与えないが、設計上の正常動作の許容範囲を外れる電圧範囲であり、ＶＡ２＞１．２Ｖの範囲は、ヒータ３２またはセンサ素子３１に対して不可逆的な変化を与える可能性のある電圧範囲である。
【００２５】
図６に、被判定電圧ＶＡｉに対する第１閾値電圧範囲と第２閾値電圧範囲の設定基準を、被判定電圧ＶＡｉが印加される主要な電子部品別に一覧表示して纏めたものを示す。表中の各電圧値以下が、各閾値電圧範囲となっている。ここで、第１閾値電圧範囲は、電子部品に印加される被判定電圧ＶＡｉが一時的に当該第１閾値電圧範囲外となった後に、正常電圧範囲に戻っても、以後の電子回路の動作に影響を与えず正常動作可能な電圧範囲と定義され、第２閾値電圧範囲は、被判定電圧ＶＡｉが一時的に当該第２閾値電圧範囲外となった後に、正常電圧範囲に戻っても、以後の電子回路の動作がその影響を受けて正常動作できない電圧範囲と定義される。従って、第１閾値電圧範囲は正常電圧範囲より広く設定され、第２閾値電圧範囲は第１閾値電圧範囲より更に広く設定されている。尚、復帰判定部４が復帰判定に使用する復帰判定用の第３閾値電圧範囲は、正常電圧範囲と同じか、或いは、正常電圧範囲より僅かに狭く設定されている。
【００２６】
また、第２閾値電圧範囲を基準とする故障判定で判定される故障例として、チップ部品やチップコンデンサ等の場合は回路電圧による部品破損、マイコンの場合は内蔵ＲＡＭの記憶データ化け、ＥＥＰＲＯＭでは記憶データのデータ化け等が想定される。
【００２７】
尚、正常電圧範囲は、所定ノードＮａｉ，Ｎｂｉ間に存在する部品のバラツキや、回路構成のバラツキによる中心値（標準値）からのバラツキを考慮して決定することができ、該部品や回路によって異なる。製造バラツキの小さい部品については、中心値から±０．５％〜１％の狭い範囲としてもよいが、製造バラツキの比較的大きい部品（例えばセンサ）や複数部品からなる回路等については、±５％〜１０％とその範囲が広くなる。例えば、上述の電源回路部２０では、中心値からの変動範囲として±４％を使用し、上述のセンサ回路部３０では、中心値からの変動範囲として±５％を使用している。
【００２８】
次に、故障判定部３の故障判定の処理手順について、図７に示すフローチャート参照しながら説明する。ここでは、１つの被判定電圧ＶＡｉに対する故障判定処理について説明する。複数の被判定電圧ＶＡｉに対する故障判定処理は、基本的に、図７に示す処理が互いに独立して同時並行的に進行する。
【００２９】
先ず、本発明回路１を含む故障判定対象となる電子回路１０に電源投入されると（電源リセット）、故障判定信号Ｓ１と故障判定種別信号Ｓ２が論理値０に初期化される（＃１）。尚、故障判定種別信号Ｓ２が論理値０の場合は、故障判定がなされていない状態を示す。次に、電源投入後から所定ノードＮａｉ，Ｎｂｉ間に存在する部品または回路に応じて予め設定された安定化期間Ｔｉの経過を待って（＃２）、安定化期間Ｔｉの経過後に、電圧検知部２から被判定電圧ＶＤｉの入力を受け付ける（＃３）。次に、復帰判定信号Ｓ４の割り込みの有無を確認し（＃４）、復帰判定信号Ｓ４が復帰判定部４から出力された場合には、故障判定種別信号Ｓ２を論理値０に初期化する（＃５）。
【００３０】
引き続き、故障判定種別信号Ｓ２の判定を行い（＃６）、故障判定種別信号Ｓ２が論理値０の場合、つまり、故障判定されていない状態では、被判定電圧ＶＤｉが第１閾値電圧範囲外か否かを判定する（＃７）。ここで、被判定電圧ＶＤｉが第１閾値電圧範囲内の場合は、ステップ＃３に戻って、新たな被判定電圧ＶＤｉの入力を受け付ける。つまり、正常状態の間は、故障判定がなされるまで、ステップ＃３〜ステップ＃７までの処理が循環的に逐次処理される。逆に、被判定電圧ＶＤｉが第１閾値電圧範囲外の場合は、故障判定種別信号Ｓ２を論理値１にセットし、つまり、第１閾値電圧範囲を基準とした故障判定状態にセットし（＃８）、被判定電圧ＶＤｉが第２閾値電圧範囲外か否かを判定する（＃９）。ここで、被判定電圧ＶＤｉが第２閾値電圧範囲内の場合は、故障判定信号Ｓ１と故障判定種別信号Ｓ２（論理値１）を出力し（＃１０）、ステップ＃３に戻って、新たな被判定電圧ＶＤｉの入力を受け付ける。逆に、被判定電圧ＶＤｉが第２閾値電圧範囲外の場合は、故障判定種別信号Ｓ２を論理値２にセットし、つまり、第２閾値電圧範囲を基準とした故障判定状態にセットし（＃１２）、故障判定信号Ｓ１と故障判定種別信号Ｓ２（論理値２）を出力し（＃１３）、故障判定処理を終了する。
【００３１】
故障判定種別信号Ｓ２の判定（＃６）において、故障判定種別信号Ｓ２が論理値０以外の場合、つまり、何等かの故障判定がされている状態では、被判定電圧ＶＤｉが第２閾値電圧範囲外か否かを判定する（＃１１）。ここで、被判定電圧ＶＤｉが第２閾値電圧範囲内の場合は、ステップ＃３に戻って、新たな被判定電圧ＶＤｉの入力を受け付ける。逆に、被判定電圧ＶＤｉが第２閾値電圧範囲外の場合は、故障判定種別信号Ｓ２を論理値２にセットし（＃１２）、故障判定信号Ｓ１と故障判定種別信号Ｓ２（論理値２）を出力し（＃１３）、故障判定処理を終了する。
【００３２】
尚、上記ステップ＃２における安定化期間Ｔｉは、電源投入後、被判定電圧ＶＡｉが安定して測定できるまでの時間であり、被判定電圧ＶＡｉ毎に、その被判定電圧ＶＡｉが印加される所定ノードＮａｉ，Ｎｂｉ間に挿入されている部品や回路によって予め各別に設定されており、故障判定部３内に記憶されているものを使用する。尚、安定化期間Ｔｉの設定は、正常な部品や回路が、設計上の正常電圧範囲に収まるまでの時間を予め測定して決定する方法や、部品や回路構成から、シミュレーション等により予測して、設計上の正常電圧範囲に収まるまでの時間を推定して決定する方法で行うことができる。
【００３３】
例えば、所定ノードＮａｉ，Ｎｂｉ間に挿入されている部品がガスセンサの場合では、安定化期間Ｔｉの一例として、６０〜９０秒、或いは、４分等が想定される。電源回路であれば、安定化期間Ｔｉの一例として、数秒或いは数分である。また、電源回路でも、部品の温度が安定するまで、電圧が安定しないものについては、数１０分に設定すべきものもある。
【００３４】
次に、復帰判定部４の故障復帰判定の処理手順について、図８に示すフローチャート参照しながら説明する。ここでは、１つの被判定電圧ＶＡｉに対する復帰判定処理について説明する。複数の被判定電圧ＶＡｉに対する復帰判定処理は、基本的に、図８に示す処理が互いに独立して同時並行的に進行する。
【００３５】
先ず、本発明回路１を含む故障判定対象となる電子回路１０に電源投入されると（電源リセット）、電源投入後から所定ノードＮａｉ，Ｎｂｉ間に存在する部品または回路に応じて予め設定された安定化期間Ｔｉの経過を待って（＃２１）、復帰判定信号Ｓ３を論理値０に初期化する（＃２２）。引き続き、故障判定信号Ｓ１の割り込みの有無を確認し（＃２３）、故障判定部３から故障判定信号Ｓ１が出力された場合には、故障判定種別信号Ｓ２が論理値２か否かを判定する（＃２４）。ここで、故障判定種別信号Ｓ２が論理値２の場合は、故障復帰すべきでない重度の故障状態として、復帰判定処理を終了する。逆に、故障判定種別信号Ｓ２が論理値２以外の場合は、故障復帰可能な故障状態であるので、復帰判定のために、電圧検知部２から被判定電圧ＶＤｉの入力を受け付ける（＃２５）。次に、被判定電圧ＶＤｉが復帰判定用の第３閾値電圧範囲内か否かを判定する（＃２６）。ここで、被判定電圧ＶＤｉが第３閾値電圧範囲内であれば、復帰判定信号Ｓ３を出力し（＃２７）、ステップ＃２３に戻って故障判定信号Ｓ１の割り込みがあるまで待機する。逆に、被判定電圧ＶＤｉが第３閾値電圧範囲外であれば、故障判定信号Ｓ１の割り込みの有無を確認し（＃２８）する。ここで、故障判定部３から故障判定信号Ｓ１が出力されない場合には、ステップ＃２５に戻って電圧検知部２から被判定電圧ＶＤｉの入力を受け付けて復帰判定処理を続行する。逆に、故障判定部３から故障判定信号Ｓ１が出力されると、復帰判定条件を満足せずに、第１閾値電圧範囲を基準とする複数回の故障判定がなされたことになり、この場合も、第２閾値電圧範囲を基準とする故障判定と同様に、故障復帰を行わずに、故障判定状態を維持するべく復帰判定処理を終了する。尚、ステップ＃２８の判定処理を行わずに無条件でステップ＃２５に戻るようにしても構わない。
【００３６】
〈第２実施形態〉
次に、本発明回路１の第２実施形態について説明する。本発明回路１の回路構成は第１実施形態のもと同じである。第１実施形態との相違点は、故障判定部３における故障判定処理が、第１実施形態と一部において異なる点だけであり、その他の部分は第１実施形態と同じである。以下、第２実施形態における故障判定部３の故障判定の処理手順について、図９に示すフローチャート参照しながら説明する。
【００３７】
先ず、本発明回路１を含む故障判定対象となる電子回路１０に電源投入されると（電源リセット）、故障判定信号Ｓ１と故障判定種別信号Ｓ２が論理値０に初期化される（＃１）。次に、電源投入後から所定ノードＮａｉ，Ｎｂｉ間に存在する部品または回路に応じて予め設定された安定化期間Ｔｉが経過したか否かを判定する（＃２）。安定化期間Ｔｉの経過前であれば、電圧検知部２から被判定電圧ＶＤｉの入力を受け付ける（＃１４）。次に、被判定電圧ＶＤｉが第２閾値電圧範囲外か否かを判定する（＃１５）。ここで、被判定電圧ＶＤｉが第２閾値電圧範囲外の場合は、故障判定種別信号Ｓ２を論理値２にセットし、つまり、第２閾値電圧範囲を基準とした故障判定状態にセットし（＃１６）、故障判定信号Ｓ１と故障判定種別信号Ｓ２（論理値２）を出力し（＃１７）、故障判定処理を終了する。逆に、被判定電圧ＶＤｉが第２閾値電圧範囲内の場合は、ステップ＃２の安定化期間Ｔｉの経過の判定処理に戻る。
【００３８】
ステップ＃２の安定化期間Ｔｉの経過の判定処理において、電源投入後から安定化期間Ｔｉが経過していると判定されると、ステップ＃３に移行して、第１実施形態で説明した、安定化期間Ｔｉの経過後の処理（ステップ＃３〜＃１３）を実行する。ステップ＃３〜＃１３に示す安定化期間Ｔｉの経過後の処理は第１実施形態で説明したものと同じであるので、重複する説明は割愛する。つまり、第１実施形態の故障判定部３の故障判定処理では、第１閾値電圧範囲を基準とする故障判定と第２閾値電圧範囲を基準とする故障判定の何れもが、安定化期間Ｔｉの経過後に行われていたのに対して、第２実施形態の故障判定部３の故障判定処理では、安定化期間Ｔｉの経過前でも、第２閾値電圧範囲を基準とする故障判定を行うようにしている。第２実施形態では、第２閾値電圧範囲を基準とする故障判定は、故障判定後に被判定電圧が正常電圧範囲に復帰しても正常動作できない重度の故障であるので、仮に電源投入後の安定化期間Ｔｉ内での故障判定結果でも、特に被判定電圧によっては安定化期間が長時間に及ぶものもあるため、早期に故障判定を行うことで、使用者に対して早期に当該重度の故障の存在を報知することが可能となる。
【００３９】
以下に、別の実施形態につき説明する。
【００４０】
〈１〉上記各実施形態では、本発明回路１は復帰判定部４を備えて構成される場合を説明したが、復帰判定部４を備えずに、故障判定だけを行う構成であっても構わない。この場合、図７または図９に示す故障判定部３の故障判定の処理手順において、復帰判定信号Ｓ３の割り込み確認処理（ステップ＃４）とそれに付随する故障判定種別信号Ｓ２の初期化処理（ステップ＃５）は不要となる。また、故障判定部３は、故障判定種別信号Ｓ２を復帰判定部４に出力する必要がなくなる。
【００４１】
〈２〉上記各実施形態において、故障判定部３の故障判定処理手順は、必ずしも図７または図９に例示した手順に限定されるものではない。また、復帰判定部４の復帰判定処理は、必ずしも図８に例示した手順に限定されるものではない。これら故障判定及び復帰判定の処理手順は、本発明の趣旨に基づいて適宜変更可能である。
【００４２】
〈３〉上記各実施形態では、故障判定部３の故障判定処理、復帰判定部４の復帰判定処理は、複数の被判定電圧ＶＡｉに対する処理は、各処理を互いに独立して同時並行的に進行する場合を説明したが、安定化期間Ｔｉが共通する被判定電圧ＶＡｉに対する処理は、ステップ毎に纏めて行っても構わない。例えば、ステップ＃３で電圧検知部２から被判定電圧ＶＤｉの入力を受け付ける場合に、複数の被判定電圧ＶＤｉの入力を受け付けるようにしても構わない。
【００４３】
また、故障判定部３の故障判定処理、復帰判定部４の復帰判定処理は、上記各実施形態と同様に被判定電圧ＶＡｉ毎に行うものの、例えば、何れか１つの被判定電圧ＶＡｉにおいて、復帰判定を行わない第２閾値電圧範囲を基準とする故障判定がなされた場合に、他の被判定電圧ＶＡｉについての故障判定処理を中止するようにしても構わない。また、故障判定部３の故障判定処理において、何れか１つの被判定電圧ＶＡｉに対して復帰判定を行わない第２閾値電圧範囲を基準とする故障判定がなされた場合に、復帰判定部４が、全ての被判定電圧ＶＡｉに対して復帰判定を行わないようにしても構わない。
【００４４】
〈４〉上記各実施形態では、故障判定部３、復帰判定部４は、被判定電圧ＶＡｉ毎に故障判定信号Ｓ１、故障判定種別信号Ｓ２、復帰判定信号Ｓ３を出力する場合を説明したが、故障判定部３は、何れか１つの被判定電圧ＶＡｉに対して故障判定がなされた場合に、全ての被判定電圧ＶＡｉを代表する故障判定信号Ｓ１を故障表示出力部５に対して出力し、復帰判定部４は、故障判定がなされた被判定電圧ＶＡｉが全て復帰判定された場合に全ての被判定電圧ＶＡｉを代表する復帰判定信号Ｓ３を故障表示出力部５に対して出力するようにしても構わない。
【００４５】
〈５〉上記各実施形態では、故障判定種別信号Ｓ２を２ビット信号とし、論理値として０，１，２の３レベルを想定したが、故障判定種別信号Ｓ２を１ビット信号とし、論理値として０，１の２レベルとしても構わない。この場合、論理値０において、故障判定されていないか、或いは、第１閾値電圧範囲を基準とする故障判定の状態を表し、論理値１において、第２閾値電圧範囲を基準とする故障判定の状態を表すようにし、故障判定の有無を故障判定信号Ｓ１で判定するようにしても構わない。
【００４６】
〈６〉上記各実施形態では、複数の被判定電圧ＶＡｉに対して、故障判定用の閾値電圧範囲として、第１閾値電圧範囲と第２閾値電圧範囲の２種類を夫々設定している想定したが、複数の被判定電圧ＶＡｉの一部または全部に対し、故障判定用の閾値電圧範囲として、第１閾値電圧範囲と第２閾値電圧範囲の何れか一方だけが設定されていても構わない。また、第１閾値電圧範囲と第２閾値電圧範囲に追加して他の閾値電圧範囲を設定しても構わない。
【００４７】
〈７〉上記各実施形態では、本発明回路１をＡ／Ｄコンバータ内蔵のマイコン６で構成したが、本発明回路１の電圧検知部２、故障判定部３、復帰判定部４、故障表示出力部５を夫々の個別の回路で構成しても構わない。また、電圧検知部２を個別のＡ／Ｄコンバータで実現して、故障判定部３、復帰判定部４、故障表示出力部５をマイコン６で構成しても構わない。また、マイコン６は、プログラム格納用のＲＯＭを内蔵するマイクロコンピュータではなく、当該ＲＯＭを内蔵しないマイクロプロセッサであってもよい。更に、故障表示出力部５の機能を警報装置制御部４０側に内蔵し、警報装置制御部４０が直接、故障判定部３からの故障判定信号Ｓ１と復帰判定部４からの復帰判定信号Ｓ３を受け取るようにしても構わない。
【００４８】
〈８〉上記各実施形態において例示した各電圧値及び時間は、一例であり上記各実施形態の電圧値及び時間に限定されるものではなく、適宜変更可能である。
【００４９】
〈９〉上記各実施形態において、電圧検知部２はディジタル化された被判定電圧ＶＤｉを定期的に出力する場合を説明したが、被判定電圧ＶＤｉの出力は連続的に出力するようにしても構わない。また、定期的に出力する場合の時間間隔は、短いほど早く故障判定できるため、人の安全や財産を守る安全機器については、１分以内が望ましく、また、人命に関わる場合は、１秒以内が好ましく、更には、０．１ｍ秒以内がより好ましい。
【００５０】
〈１０〉上記各実施形態において、電子回路１０の電源回路部２０から１つの被判定電圧ＶＡ１を選定し、センサ回路部３０から他の１つの被判定電圧ＶＡ２を選定した場合を例示したが、被判定電圧ＶＡｉは、電源回路部２０とセンサ回路部３０から１つずつ選定される場合に限定されるものでなく、被判定電圧ＶＡｉの選定箇所及びその数は任意である。
【００５１】
〈１１〉上記各実施形態において、本発明回路１による故障判定対象となる電子回路１０として、本発明回路１、電源回路部２０、センサ回路部３０、及び、警報装置制御部４０を備える構成を例示したが、電子回路１０は上記構成のものに限定されるものではない。また、電子回路１０は、警報器以外の電子機器或いは電気機器の電子回路であっても構わない。また、図４に例示した電源回路部２０は交流電源を入力とするものであるが、電池等の直流電源を入力とする電源回路であっても構わない。
【００５２】
但し、上記実施形態のように、ガスセンサを備えた警報器に本発明回路を適用した場合、以下に示すような顕著な効果を奏する。ガスセンサは、一般の電子部品（抵抗やコンデンサ等）と異なり、通常の使用状態において４００℃程度の高温状態を動作温度として設定して、所定の検知対象ガス成分濃度に感応してその出力（電圧）が変化する電子部品である。また、動作温度が４００℃まで上昇して安定するまでは、数分間程度の十分な安定化期間が必要であるが、その間は、ガスセンサの出力電圧（ガスセンサ素子の両端電圧）は容易に変化するため、当該出力電圧が容易に変化する安定化期間中においては、当該出力電圧に基づく故障判定は困難である。
【００５３】
しかし、安定化期間中にガスセンサ素子またはガスセンサの周辺回路に対して不可逆的な変化を与えるような電圧が、ガスセンサの出力電圧として発生した場合に、仮に安定化期間経過後に当該出力電圧が正常な電圧範囲に復帰したとしても、その出力電圧は、検知対象ガス成分濃度に対応した正常値となっていない可能性がある。仮に、この出力電圧の異常が、検知対象ガス成分濃度が高いにも拘わらず、低濃度状態を示す電圧値を出力する場合では、警報器としての本来の機能を発揮せず、周囲が危険なガス濃度になっても警報が発生せずに、人命や財産にとって危険な状態となる。従って、本発明回路を警報器に搭載し、ガスセンサの出力電圧を被判定電圧として安定化期間経過前であっても故障判定することにより、上述の危険性を未然に排除することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明に係る故障判定回路の一実施形態における回路構成例を示す回路ブロック図
【図２】本発明に係る故障判定回路の検知対象となる被判定電圧を規定する回路の基本パターンを模式的に示す回路図
【図３】本発明に係る故障判定回路による故障判定対象となる電子回路の構成例を示す回路ブロック図
【図４】本発明に係る故障判定回路による故障判定対象となる電子回路の電源回路部の回路構成例を示す回路図
【図５】本発明に係る故障判定回路による故障判定対象となる電子回路のセンサ回路部の回路構成例を示す回路図
【図６】第１閾値電圧範囲と第２閾値電圧範囲の設定基準を主要な電子部品別に纏めた一覧表
【図７】本発明に係る故障判定回路の故障判定部の第１実施形態における故障判定処理手順を示すフローチャート
【図８】本発明に係る故障判定回路の復帰判定部の復帰判定処理手順を示すフローチャート
【図９】本発明に係る故障判定回路の故障判定部の第２実施形態における故障判定処理手順を示すフローチャート
【符号の説明】
【００５５】
１：    本発明に係る故障判定回路
２：    電圧検知部
３：    故障判定部
４：    復帰判定部
５：    故障表示出力部
６：    Ａ／Ｄコンバータ内蔵のマイクロコンピュータ
７：    電子部品
１０：  電子回路
２０：  電源回路部
３０：  センサ回路部
３１：  センサ素子
３２：  ヒータ
３３：  ガスセンサ
４０：  警報装置制御部
４１：  光出力素子
４２：  音声出力素子
Ｎａｉ，Ｎｂｉ：  被判定電圧を規定するノード
Ｎａ１，Ｎｂ１：  被判定電圧を規定するノード
Ｎａ２，Ｎｂ２：  被判定電圧を規定するノード
Ｓ１：  故障判定信号
Ｓ２：  故障判定種別信号
Ｓ３：  復帰判定信号
Ｓ４：  表示出力信号
ＶＡｉ，ＶＡ１，ＶＡ２：  被判定電圧（アナログ値）
ＶＤｉ：  被判定電圧（ディジタル値）
【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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【図９】
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