(57)【要約】【課題】複数のヒータにより制御対象物の温度の制御中に、複数のヒータのそれぞれに接続された導線に流れる電流の総電流値を検出する電流センサにより検出された電流値に基づいて、複数のヒータのそれぞれの断線などの異常を確実に検出する。【解決手段】異常検出装置は、複数の負荷のうち異常を検出する検出対象の負荷以外の各負荷の各電流入力期間を、検出対象の負荷以外の各負荷の各電流入力可能期間内において、検出対象の負荷の電流入力期間に含まれる検出対象の負荷の異常を検出する異常検出期間と重複しない期間に割り当てる電流入力期間割当部と、複数の負荷のそれぞれに接続された複数の導線のそれぞれに流れる電流の総電流値を検出する電流センサにより検出対象の負荷の異常検出期間において検出される電流値に基づいて検出対象の負荷の異常を検出する異常検出部とを備える。【選択図】図１
2013225400.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力される電流に応じて制御対象物の物理量を変化させる複数の負荷のそれぞれについて予め定められた各電流入力可能期間内において、前記複数の負荷のそれぞれに電流を入力する各電流入力期間を決定する電流入力期間決定部と、
前記複数の負荷のうち異常を検出する検出対象の負荷以外の各負荷の前記各電流入力期間を、前記検出対象の負荷以外の各負荷の前記各電流入力可能期間内において、前記検出対象の負荷の電流入力期間に含まれる前記検出対象の負荷の異常を検出する異常検出期間と重複しない期間に割り当てる電流入力期間割当部と、
前記複数の負荷のそれぞれに接続された複数の導線のそれぞれに流れている電流に基づく電流値を検出する電流センサにより前記検出対象の負荷の前記異常検出期間において検出される電流値に基づいて前記検出対象の負荷の異常を検出する異常検出部と
を備える異常検出装置。
【請求項２】
前記異常検出部は、前記検出対象の負荷の前記電流入力可能期間において、前記複数の負荷のいずれの負荷にも電流が入力されない電流非入力期間が存在する場合、前記電流センサにより前記電流非入力期間において検出される電流値に基づいて前記複数の負荷と前記複数の導線とをそれぞれ電気的に接続する複数のスイッチ素子の異常を検出する請求項１に記載の異常検出装置。
【請求項３】
前記電流入力期間割当部は、前記検出対象の負荷以外の各負荷の各電流入力期間のうち一部の各期間を、前記検出対象の負荷以外の各負荷の各電流入力可能期間内における前記異常検出期間より前の各期間に割り当て、かつ前記検出対象の負荷以外の各負荷の各電流入力期間のうち残りの各期間を、前記検出対象の負荷以外の各負荷の各電流入力可能期間内における前記異常検出期間が経過した後の各期間に割り当てることで、前記検出対象の負荷以外の各負荷の前記各電流入力期間を、前記異常検出期間と重複しない期間に割り当てる請求項１または請求項２に記載の異常検出装置。
【請求項４】
前記電流入力期間割当部は、前記検出対象の負荷以外の各負荷の各電流入力期間の開始時点を前記異常検出期間の終了時点以降に割り当てることで、前記検出対象の負荷以外の各負荷の前記各電流入力期間を、前記異常検出期間と重複しない期間に割り当てる請求項１または請求項２に記載の異常検出装置。
【請求項５】
前記複数の負荷の前記各電流入力可能期間のそれぞれは、同一時間で、かつ同一期間の同一電流入力可能期間であり、
前記電流入力期間割当部は、前記検出対象の負荷の電流入力期間の開始時点と前記同一電流入力可能期間の開始時点とを一致させ、かつ前記検出対象の負荷以外の各負荷の各電流入力期間の終了時点と前記同一電流入力可能期間の終了時点とを一致させることで、前記検出対象の負荷以外の各負荷の前記各電流入力期間を、前記異常検出期間と重複しない期間に割り当てる請求項１または請求項２に記載の異常検出装置。
【請求項６】
前記複数の負荷の前記各電流入力可能期間のそれぞれは、同一時間で、かつ同一期間の同一電流入力可能期間であり、
前記電流入力期間割当部は、前記検出対象の負荷の電流入力期間の終了時点と前記同一電流入力可能期間の終了時点とを一致させ、前記検出対象の負荷以外の各負荷の各電流入力期間の開始時点と前記同一電流入力可能期間の開始時点とを一致させることで、前記検出対象の負荷以外の各負荷の前記各電流入力期間を、前記異常検出期間と重複しない期間に割り当てる請求項１または請求項２に記載の異常検出装置。
【請求項７】
前記電流入力期間決定部は、前記制御対象物について検出された前記物理量と予め定められた目標量との偏差、前記偏差の時間積分値、または前記偏差の時間微分値に基づいて、前記複数の負荷の各電流入力期間を決定する請求項１から請求項６のいずれか１つに記載の異常検出装置。
【請求項８】
前記電流入力期間決定部は、前記複数の負荷の前記各電流入力可能期間より前記複数の負荷の各異常検出期間だけ短い各期間内に収まる期間を、前記各電流入力期間として決定する請求項１から請求項７のいずれか１つに記載の異常検出装置。
【請求項９】
前記電流入力期間決定部は、前記制御対象物の物理量の制御開始時点から予め定められた期間において、前記複数の負荷の前記各電流入力可能期間に収まる期間を前記各電流入力期間として決定し、かつ前記制御開始時点から前記予め定められた期間を経過した後の期間において、前記複数の負荷の前記各電流入力可能期間より前記複数の負荷の各異常検出期間だけ短い各期間内に収まる期間を、前記各電流入力期間として決定する請求項１から請求項７のいずれか１つに記載の異常検出装置。
【請求項１０】
前記電流入力期間決定部は、前記制御対象物の物理量の制御を開始してから、前記制御対象物の物理量と目標物理量との差が予め定められた基準値以下となるまで、前記複数の負荷の前記各電流入力可能期間に収まる期間を前記各電流入力期間として決定し、前記差が前記基準値以下となった後、前記複数の負荷の前記各電流入力可能期間より前記複数の負荷の各異常検出期間だけ短い各期間内に収まる期間を、前記各電流入力期間として決定する請求項１から請求項７のいずれか１つに記載の異常検出装置。
【請求項１１】
請求項１から請求項１０のいずれか１つに記載の異常検出装置としてコンピュータを機能させるためのプログラム。
【請求項１２】
入力される電流に応じて制御対象物の物理量を変化させる複数の負荷のそれぞれについて予め定められた各電流入力可能期間内において、前記複数の負荷のそれぞれに電流を入力する各電流入力期間を決定する電流入力期間決定工程と、
前記複数の負荷のうち異常を検出する検出対象の負荷以外の各負荷の前記各電流入力期間を、前記検出対象の負荷以外の各負荷の前記各電流入力可能期間内において、前記検出対象の負荷の電流入力期間に含まれる前記検出対象の負荷の異常を検出する異常検出期間と重複しない期間に割り当てる電流入力期間割当工程と、
前記複数の負荷のそれぞれに接続された複数の導線のそれぞれに流れる電流の総電流値を検出する電流センサにより前記検出対象の負荷の前記異常検出期間において検出される電流値に基づいて前記検出対象の負荷の異常を検出する異常検出工程と
を含む異常検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、負荷の異常を検出する異常検出装置、プログラム、および異常検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、温度制御を停止した後、複数の断線検出用リード線を順次切り替えながら、断線検出用リード線に流れる電流を検出し、検出された電流量に基づいてヒータの断線の有無を検出する方法が開示されている。特許文献２には、温度制御チャネルが出力状態確認周期中、オン状態またはオフ状態が継続した場合に、異常測定を行うことが開示されている。特許文献３には、操作量の大きな複数のチャネルのヒータについて断線を検出することが開示されている。
【０００３】
特許文献１  特開２００１−１５２４７号公報
特許文献２  特開平８−９４６９６号公報
特許文献３  特開２０１０−１８１２５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
複数のヒータにより制御対象物の温度の制御中に、複数のヒータのそれぞれに接続された導線に流れる電流の総電流値を検出する電流センサにより検出された電流値に基づいて、複数のヒータのそれぞれの断線などの異常を確実に検出できることが望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一態様に係る異常検出装置は、入力される電流に応じて制御対象物の物理量を変化させる複数の負荷のそれぞれについて予め定められた各電流入力可能期間内において、複数の負荷のそれぞれに電流を入力する各電流入力期間を決定する電流入力期間決定部と、複数の負荷のうち異常を検出する検出対象の負荷以外の各負荷の各電流入力期間を、検出対象の負荷以外の各負荷の各電流入力可能期間内において、検出対象の負荷の電流入力期間に含まれる検出対象の負荷の異常を検出する異常検出期間と重複しない期間に割り当てる電流入力期間割当部と、複数の負荷のそれぞれに接続された複数の導線のそれぞれに流れている電流に基づく電流値を検出する電流センサにより検出対象の負荷の異常検出期間において検出される電流値に基づいて検出対象の負荷の異常を検出する異常検出部とを備える。
【０００６】
上記異常検出装置において、異常検出部は、検出対象の負荷の電流入力可能期間において、複数の負荷のいずれの負荷にも電流が入力されない電流非入力期間が存在する場合、電流センサにより電流非入力期間において検出される電流値に基づいて複数の負荷と複数の導線とをそれぞれ電気的に接続する複数のスイッチ素子の異常を検出してもよい。
【０００７】
上記異常検出装置において、電流入力期間割当部は、検出対象の負荷以外の各負荷の各電流入力期間のうち一部の各期間を、検出対象の負荷以外の各負荷の各電流入力可能期間内における異常検出期間より前の各期間に割り当て、かつ検出対象の負荷以外の各負荷の各電流入力期間のうち残りの各期間を、検出対象の負荷以外の各負荷の各電流入力可能期間内における異常検出期間が経過した後の各期間に割り当てることで、検出対象の負荷以外の各負荷の各電流入力期間を、異常検出期間と重複しない期間に割り当ててもよい。
【０００８】
上記異常検出装置において、電流入力期間割当部は、検出対象の負荷以外の各負荷の各電流入力期間の開始時点を異常検出期間の終了時点以降に割り当てることで、検出対象の負荷以外の各負荷の各電流入力期間を、異常検出期間と重複しない期間に割り当ててもよい。
【０００９】
上記異常検出装置において、複数の負荷の各電流入力可能期間のそれぞれは、同一時間で、かつ同一期間の同一電流入力可能期間であり、電流入力期間割当部は、検出対象の負荷の電流入力期間の開始時点と同一電流入力可能期間の開始時点とを一致させ、かつ検出対象の負荷以外の各負荷の各電流入力期間の終了時点と同一電流入力可能期間の終了時点とを一致させることで、検出対象の負荷以外の各負荷の各電流入力期間を、異常検出期間と重複しない期間に割り当てる。
【００１０】
上記異常検出装置において、複数の負荷の各電流入力可能期間のそれぞれは、同一時間で、かつ同一期間の同一電流入力可能期間であり、電流入力期間割当部は、検出対象の負荷の電流入力期間の終了時点と同一電流入力可能期間の終了時点とを一致させ、検出対象の負荷以外の各負荷の各電流入力期間の開始時点と同一電流入力可能期間の開始時点とを一致させることで、検出対象の負荷以外の各負荷の各電流入力期間を、異常検出期間と重複しない期間に割り当ててもよい。
【００１１】
上記異常検出装置において、電流入力期間決定部は、制御対象物について検出された物理量と予め定められた目標量との偏差、偏差の時間積分値、または偏差の時間微分値に基づいて、複数の負荷の各電流入力期間を決定してもよい。
【００１２】
上記異常検出装置において、電流入力期間決定部は、複数の負荷の各電流入力可能期間より複数の負荷の各異常検出期間だけ短い各期間内に収まる期間を、各電流入力期間として決定してもよい。
【００１３】
上記異常検出装置において、電流入力期間決定部は、制御対象物の物理量の制御開始時点から予め定められた期間において、複数の負荷の各電流入力可能期間に収まる期間を各電流入力期間として決定し、かつ制御開始時点から予め定められた期間を経過した後の期間において、複数の負荷の各電流入力可能期間より複数の負荷の各異常検出期間だけ短い各期間内に収まる期間を、各電流入力期間として決定してもよい。
【００１４】
上記異常検出装置において、電流入力期間決定部は、制御対象物の物理量の制御を開始してから、制御対象物の物理量と目標物理量との差が予め定められた基準値以下となるまで、複数の負荷の各電流入力可能期間に収まる期間を各電流入力期間として決定し、差が基準値以下となった後、複数の負荷の各電流入力可能期間より複数の負荷の各異常検出期間だけ短い各期間内に収まる期間を、各電流入力期間として決定してもよい。
【００１５】
本発明の一態様に係るプログラムは、上記異常検出装置としてコンピュータを機能させる。
【００１６】
本発明の一態様に係る異常検出方法は、入力される電流に応じて制御対象物の物理量を変化させる複数の負荷のそれぞれについて予め定められた各電流入力可能期間内において、複数の負荷のそれぞれに電流を入力する各電流入力期間を決定する電流入力期間決定工程と、複数の負荷のうち異常を検出する検出対象の負荷以外の各負荷の各電流入力期間を、検出対象の負荷以外の各負荷の各電流入力可能期間内において、検出対象の負荷の電流入力期間に含まれる検出対象の負荷の異常を検出する異常検出期間と重複しない期間に割り当てる電流入力期間割当工程と、複数の負荷のそれぞれに接続された複数の導線のそれぞれに流れる電流の総電流値を検出する電流センサにより検出対象の負荷の異常検出期間において検出される電流値に基づいて検出対象の負荷の異常を検出する異常検出工程とを含む。
【００１７】
なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本実施形態に係る温度調節システムの機能ブロックを示す図である。
【図２】チャネルの電流入力期間をそれぞれの電流入力可能期間に割り当てる場合の例について説明するための図である。
【図３】各チャネルの電流入力期間を各チャネルに共通の電流入力可能期間に割り当てる場合の一例について説明するための図である。
【図４】各チャネルの電流入力期間を各チャネルに共通の電流入力可能期間に割り当てる場合の一例について説明するための図である。
【図５】各チャネルの電流入力期間を各チャネルに共通の電流入力可能期間に割り当てる場合の一例について説明するための図である。
【図６】異常検出処理の手順の一例を示すフローチャートを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【００２０】
図１は、本実施形態に係る温度調節システム１００の機能ブロックを示す。温度調節システム１００は、制御部１０、複数のヒータ２０、複数の導線２２、複数のソリッドステートリレー３０、電流センサ４０、および温度センサ５０を備える。本実施形態では、ヒータ２０の数が３つの場合を例に説明するが、ヒータ２０の数は２つ以上であればよい。
【００２１】
温度調節システム１００は、複数の交流電源６０からのそれぞれの電流を複数のヒータ２０のそれぞれに入力し、複数のヒータ２０により制御対象物を加熱することで、制御対象物の温度を予め定められた目標温度にする。制御対象物は、単一の物体でも、複数の物体でもよい。温度調節システム１００は、複数のヒータ２０により単一の物体を加熱してもよいし、複数のヒータ２０により複数の物体を加熱してもよい。
【００２２】
ヒータ２０は、導線２２を介して入力される電流に応じて発熱し、制御対象物の温度を変化させる。ヒータ２０は、入力される電流に応じて制御対象物の物理量を変化させる負荷の一例である。ソリッドステートリレー３０は、交流電源６０からヒータ２０への電流の入力をオンまたはオフする。ソリッドステートリレー３０は、ヒータ２０と導線２２とを電気的に接続するスイッチ素子の一例である。
【００２３】
電流センサ４０は、複数のヒータ２０のそれぞれに接続された複数の導線２２のそれぞれに流れている電流に基づく電流値を検出する。電流センサ４０は、複数の導線２２に流れている電流に起因して発生する電流の電流値を検出してもよい。さらに言えば、電流センサ４０は、複数の導線２２に流れる電流が交流の場合、複数の導線２２に流れているそれぞれの電流の変化に起因して誘起される電流の電流値を検出してもよい。電流センサ４０は、カレントトランスでもよい。カレントトランスは、磁気コアと磁気コアに巻回された巻線とを有する。カレントトランスは、複数の導線２２のそれぞれに交流電流が流れることに起因して発生する電磁誘導作用により、複数の導線２２のそれぞれに流れる交流電流に対応する検出用の交流電流を巻線を介して電流信号として出力する。
【００２４】
温度センサ５０は、制御対象物の温度を測定し、測定された温度を示す温度信号を出力する。制御対象物が単一の物体の場合、温度センサ５０は、物体の一点の温度を測定してもよいし、物体の複数の点の温度を測定してもよい。制御対象物が複数の物体の場合、温度センサ５０は、複数の物体のそれぞれの一点または複数の点の温度を測定してもよい。
【００２５】
制御部１０は、電流入力期間決定部１２、パラメータ情報保持部１３、電流入力期間割当部１４、電流制御部１６、および異常検出部１８を備える。制御部１０は、異常検出装置として機能する。電流入力期間決定部１２は、入力される電流に応じて制御対象物の温度を変化させる複数のヒータ２０のそれぞれについて予め定められた各電流入力可能期間内において、複数のヒータ２０のそれぞれに電流を入力する各電流入力期間を決定する。電流入力期間決定部１２は、制御対象物について温度センサ５０により検出された物理量の一例である温度と予め定められた目標量の一例である目標温度とに基づいて、複数のヒータ２０の各電流入力可能期間内において、複数のヒータ２０のそれぞれに電流を入力する各電流入力期間を決定してもよい。電流入力期間決定部１２は、異常の検出対象のヒータ２０以外のそれぞれのヒータ２０についての各電流入力期間を、温度センサ５０により検出された温度と目標温度とに基づいて決定してもよい。この場合、電流入力期間決定部１２は、外部機器から送信された電流入力期間を示す電流入力期間信号に基づいて、異常の検出対象のヒータ２０についての電流入力期間を決定してもよい。または、電流入力期間決定部１２は、異常の検出対象のヒータ２０についての電流入力期間の指定をユーザから受け付け、ユーザから指定された期間に基づいて異常の検出対象のヒータ２０についての電流入力期間を決定してもよい。
【００２６】
パラメータ情報保持部１３は、制御部１０が複数のヒータ２０に対して入力する電流を制御するために必要な各種パラメータを保持する。パラメータ情報保持部１３は、制御対象物に対する目標温度を示す情報を保持する。パラメータ情報保持部１３は、複数のヒータ２０のそれぞれに対応する第１チャネルＣｈ１、第２チャネルＣｈ２、および第３チャネルＣｈ３に対する各電流入力可能期間を示す情報を保持する。
【００２７】
なお、電流入力期間決定部１２が、複数のヒータ２０に対して電流を入力する電流入力期間を予め定められたそれぞれの周期で決定する場合には、各電流入力可能期間は、第１チャネルＣｈ１、第２チャネルＣｈ２、および第３チャネルＣｈ３のそれぞれに対して予め定められた各周期に対応する。各チャネルの各電流入力可能期間は、同一周期でも、異なる周期でもよい。また、パラメータ情報保持部１３は、異常検出部１８が電流センサ４０により検出された電流値に基づいて検出対象のヒータ２０の異常の有無を判定する場合に参照される第１閾値を保持する。さらに、パラメータ情報保持部１３は、異常検出部１８が電流センサ４０により検出された電流値に基づいてソリッドステートリレー３０の異常の有無を判定する場合に参照される第２閾値を保持する。
【００２８】
電流入力期間割当部１４は、決定された各電流入力期間を各電流入力可能期間に割り当てる。電流制御部１６は、各電流入力期間において各ソリッドステートリレー３０のオン状態を継続させることで、各電流入力期間において各ヒータ２０に各交流電源６０からの電流の入力を継続する。
【００２９】
異常検出部１８は、異常の検出対象のヒータ２０に対する電流入力期間に含まれる異常検出期間において電流センサ４０により検出される電流値に基づいて検出対象のヒータ２０の異常を検出する。異常検出部１８は、電流センサ４０から検出用の交流電流をデジタル信号に変換し、デジタル信号により示される電流値に基づいて複数の導線２２に流れる電流の総電流値を算出する。
【００３０】
ここで、デジタル信号により示される検出用の電流値は、複数の導線２２に流れるそれぞれの交流電流に対応している。例えば、異常検出部１８は、検出用の交流電流の電流値に予め定められた係数を乗算することで、複数の導線２２に流れる電流の総電流値に相当する電流値を算出してもよい。異常検出部１８は、パラメータ情報保持部１３に保持された予め定められた第１閾値と算出された電流値とを比較し、算出された電流値が第１閾値より小さい場合に、検出対象のヒータ２０に断線などの異常が発生していると判断し、検出対象のヒータ２０の異常を外部に通知する。異常検出部１８は、表示部に検出対象のヒータ２０に異常が発生していることを示すメッセージを表示してもよい。異常検出部１８は、検出対象のヒータ２０に異常が発生していることを示す色で表示ランプを点灯させてもよい。
【００３１】
電流制御部１６は、第１チャネルＣｈ１、第２チャネルＣｈ２、および第３チャネルＣｈ３を有する。電流制御部１６は、第１チャネルＣｈ１、第２チャネルＣｈ２、および第３チャネルＣｈ３のそれぞれに各電流入力期間に応じた制御信号を出力することで、各電流入力期間において各ソリッドステートリレー３０のオン状態を継続する。これにより、各電流入力期間だけ各ヒータ２０に各交流電源６０からの電流が入力される。
【００３２】
電流入力期間決定部１２は、制御対象物について検出された温度と目標温度との偏差、偏差の時間積分値、または偏差の時間微分値に基づいて、制御対象物の温度を目標温度とすべく、ＰＩＤ演算により各電流入力可能期間内における複数のヒータ２０の各電流入力期間を決定する。言い換えれば、電流入力期間決定部１２は、制御対象物について検出された温度と目標温度との偏差、偏差の時間積分値、または偏差の時間微分値に基づいて、ＰＩＤ演算により、各電流入力可能期間内において複数のヒータ２０のそれぞれに制御対象物の温度を目標温度にするために入力すべき電流量に相当する操作量を決定する。操作量は、例えば、０％〜１００％の間の値を示す。電流入力期間決定部１２は、周期的に複数のヒータ２０のそれぞれの電流入力期間を決定してもよい。言い換えれば、電流入力期間決定部１２は、第１チャネルＣｈ１、第２チャネルＣｈ２、および第３チャネルＣｈ３ごとに予め定められた周期で各操作量を決定してもよい。
【００３３】
電流入力期間割当部１４は、複数のヒータ２０のうち異常を検出する検出対象のヒータ２０以外の各ヒータ２０の各電流入力期間を、検出対象のヒータ２０以外の各ヒータ２０の各電流入力可能期間内において、検出対象のヒータ２０の異常検出期間と重複しない期間に割り当てる。このように割り当てることで、異常検出期間において電流センサ４０により検出される電流値は、検出対象のヒータ２０に対して入力される電流値に対応する。よって、異常検出部１８は、制御対象物の温度制御実行中の異常検出期間において電流センサ４０により検出された電流値に基づいて確実に検出対象のヒータ２０に対する異常を判定できる。
【００３４】
また、異常検出部１８は、検出対象のヒータ２０の電流入力可能期間において、複数のヒータ２０のいずれのヒータ２０にも電流が入力されない電流非入力期間が存在する場合、電流センサ４０により電流非入力期間において検出される電流値に基づいて複数のソリッドステートリレー３０の異常を検出してもよい。異常検出部１８は、電流非入力期間において電流センサ４０により検出される電流値と、パラメータ情報保持部１３に保持された予め定められた第２閾値とを比較し、電流値が第２閾値以上の場合、複数のソリッドステートリレー３０のいずれかに短絡などの異常が発生していると判断して、その旨を通知する。これにより、異常検出部１８は、制御対象物の温度制御実行中に複数のソリッドステートリレー３０の短絡などの異常を確実に検出できる。
【００３５】
図２は、チャネルごとに異なる電流入力可能期間にそれぞれの電流入力期間を割り当てる場合について説明するための図である。
【００３６】
電流入力期間割当部１４は、検出対象のヒータ２０以外の各ヒータ２０の各電流入力期間のうち一部の各期間を、検出対象のヒータ２０以外の各ヒータ２０の各電流入力可能期間内において、検出対象のヒータ２０の異常検出期間より前の各期間に割り当てる。さらに、電流入力期間割当部１４は、検出対象のヒータ２０以外の各ヒータ２０の各電流入力期間のうち残りの各期間を、検出対象のヒータ２０以外の各ヒータ２０の各電流入力可能期間内において、検出対象のヒータ２０の異常検出期間が経過した後の各期間に割り当てる。これにより、電流入力期間割当部１４は、検出対象のヒータ２０以外の各ヒータ２０の各電流入力期間を、異常検出期間と重複しない期間に割り当てる。
【００３７】
より具体的には、電流入力期間割当部１４は、第１チャネルＣｈ１、第２チャネルＣｈ２、および第３チャネルＣｈ３について決定された各操作量に相当する電流入力期間（Ｃｈ１）、電流入力期間（Ｃｈ２）、および電流入力期間（Ｃｈ３）を電流入力期間決定部１２から取得する。検出対象のヒータ２０が第１チャネルＣｈ１である場合、電流入力期間割当部１４は、異常検出期間（Ｃｈ１）に重複する電流入力期間（Ｃｈ２）および電流入力期間（Ｃｈ３）が存在するか否かを判断する。
【００３８】
重複する期間が存在する場合、電流入力期間割当部１４は、電流入力期間（Ｃｈ２）および電流入力期間（Ｃｈ３）を異常検出期間（Ｃｈ１）より前に割り付けられる第１電流入力期間（Ｃｈ２）および第１電流入力期間（Ｃｈ３）と、異常検出期間（Ｃｈ１）より後に割り付けられる第２電流入力期間（Ｃｈ２）および第２電流入力期間（Ｃｈ３）とに分割する。電流入力期間割当部１４は、第２電流入力期間（Ｃｈ２）および第２電流入力期間（Ｃｈ３）が、電流入力可能期間（Ｃｈ２）および電力入力可能期間（Ｃｈ３）内に収まる範囲で割り付けられない場合には、電流入力期間（Ｃｈ２）および電流入力期間（Ｃｈ３）を分割せずに、異常検出部１８による異常検出期間（Ｃｈ１）における第１チャネルＣｈ１に対するヒータ２０の異常の検出を保留させる。
【００３９】
電流入力期間割当部１４は、第２電流入力期間（Ｃｈ２）および第２電流入力期間（Ｃｈ３）が、電流入力可能期間（Ｃｈ２）および電力入力可能期間（Ｃｈ３）内に収まる範囲で割り付けられる場合には、異常検出期間（Ｃｈ１）の経過後に、第２電流入力期間（Ｃｈ２）および第２電流入力期間（Ｃｈ３）を、電流入力可能期間（Ｃｈ２）および電力入力可能期間（Ｃｈ３）内に割り付ける。さらに、電流入力期間割当部１４は、第２電流入力期間（Ｃｈ２）および第２電流入力期間（Ｃｈ３）が終了後、電流入力可能期間（Ｃｈ１）において、電流非入力期間が存在する場合には、その期間をソリッドステートリレー３０の異常を検出するためのＳＳＲ異常検出期間として割り付けてもよい。
【００４０】
図３は、各チャネルの電流入力期間を各チャネルに共通の電流入力可能期間に割り当てる場合の一例について説明するための図である。第１チャネルＣｈ１、第２チャネルＣｈ２、および第３チャネルＣｈ３に対する各電力入力可能期間は、同一時間、かつ同一周期である。また、第１チャネルＣｈ１、第２チャネルＣｈ２、および第３チャネルＣｈ３に対する各電流入力期間は、それぞれ時間的に連続した期間である。
【００４１】
電流入力期間割当部１４は、検出対象のヒータ２０以外の各ヒータ２０の各電流入力期間の開始時点を異常検出期間の終了時点以降に割り当てることで、検出対象のヒータ２０以外の各ヒータ２０の各電流入力期間を、異常検出期間と重複しない期間に割り当てる。
【００４２】
より具体的には、電流入力期間割当部１４は、電流入力期間（Ｃｈ１）の開始時点と電流入力可能期間（Ｃｈ１〜Ｃｈ３）の開始時点とを一致させる。電流入力期間割当部１４は、電流入力期間（Ｃｈ１）の開始時点から予め定められた期間を異常検出期間（Ｃｈ１）として割り付ける。さらに、電流入力期間割当部１４は、異常検出期間（Ｃｈ１）経過後に、電流入力可能期間（Ｃｈ１〜Ｃｈ３）内に収まる範囲で、電流入力期間（Ｃｈ２）および電流入力期間（Ｃｈ３）を割り付けられるか否かを判定する。電流入力期間割当部１４は、電流入力期間（Ｃｈ２）および電流入力期間（Ｃｈ３）が、電流入力可能期間（Ｃｈ１〜Ｃｈ３）から異常検出期間（Ｃｈ１）を差し引いた期間より短いか否かにより、電流入力可能期間（Ｃｈ１〜Ｃｈ３）内に収まる範囲で、電流入力期間（Ｃｈ２）および電流入力期間（Ｃｈ３）を割り付けられるか否かを判定してもよい。
【００４３】
割り付けられない場合には、電流入力期間割当部１４は、電流入力期間（Ｃｈ２）および電流入力期間（Ｃｈ３）の開始時点と電流入力可能期間（Ｃｈ１〜Ｃｈ３）の開始時点とを一致させる。割り付けられる場合には、電流入力期間割当部１４は、電流入力期間（Ｃｈ２）および電流入力期間（Ｃｈ３）の開始時点を、電流入力可能期間（Ｃｈ１〜Ｃｈ３）内において、異常検出期間（Ｃｈ１）の終了時点以降に割り付ける。さらに、電流入力期間割当部１４は、第２電流入力期間（Ｃｈ２）および第２電流入力期間（Ｃｈ３）が終了後、電流入力可能期間（Ｃｈ１）において、電流非入力期間が存在する場合には、その期間をソリッドステートリレー３０の異常を検出するためのＳＳＲ異常検出期間として割り付けてもよい。
【００４４】
図４は、各チャネルの電流入力期間を各チャネルに共通の電流入力可能期間に割り当てる場合の他の一例について説明するための図である。第１チャネルＣｈ１、第２チャネルＣｈ２、および第３チャネルＣｈ３に対する各電力入力可能期間は、同一時間、かつ同一周期である。また、第１チャネルＣｈ１、第２チャネルＣｈ２、および第３チャネルＣｈ３に対する各電流入力期間は、それぞれ時間的に連続した期間である。
【００４５】
電流入力期間割当部１４は、検出対象のヒータ２０の電流入力期間の開始時点と同一電流入力可能期間の開始時点とを一致させ、かつ検出対象のヒータ２０以外の各ヒータ２０の各電流入力期間の終了時点と同一電流入力可能期間の終了時点とを一致させることで、検出対象のヒータ２０以外の各ヒータ２０の各電流入力期間を、異常検出期間と重複しない期間に割り当てる。
【００４６】
より具体的には、電流入力期間割当部１４は、電流入力期間（Ｃｈ１）の開始時点と電流入力可能期間（Ｃｈ１〜Ｃｈ３）の開始時点とを一致させる。さらに、電流入力期間割当部１４は、電流入力期間（Ｃｈ２）および電流入力期間（Ｃｈ３）の終了時点と電流入力可能期間（Ｃｈ１〜Ｃｈ３）の終了時点とを一致させる。ついで、電流入力期間割当部１４は、異常検出期間（Ｃｈ１）を電流入力期間（Ｃｈ１）の開始時点から割り付けた場合に、電流入力期間（Ｃｈ２）および電流入力期間（Ｃｈ３）が異常検出期間（Ｃｈ１）と重複するか否かを判断する。電流入力期間割当部１４は、電流入力期間（Ｃｈ２）および電流入力期間（Ｃｈ３）が、電流入力可能期間（Ｃｈ１〜Ｃｈ３）から異常検出期間（Ｃｈ１）を差し引いた期間より短いか否かにより、電流入力期間（Ｃｈ２）および電流入力期間（Ｃｈ３）が異常検出期間（Ｃｈ１）と重複するか否かを判断してもよい。
【００４７】
重複しない場合には、電流入力期間割当部１４は、異常検出期間（Ｃｈ１）を電流入力期間（Ｃｈ１）の開始時点から割り付ける。重複する場合には、電流入力期間割当部１４は、異常検出部１８による異常検出期間（Ｃｈ１）における第１チャネルＣｈ１に対するヒータ２０の異常の検出を保留させる。さらに、電流入力期間割当部１４は、電流入力期間（Ｃｈ１）と、電流入力期間（Ｃｈ２）および電流入力期間（Ｃｈ３）との間に、いずれのチャネルにも電流が入力されない電流非入力期間が存在するかどうか判定する。電流非入力期間が存在する場合には、電流入力期間割当部１４は、その期間をソリッドステートリレー３０の異常を検出するためのＳＳＲ異常検出期間として割り付けてもよい。
【００４８】
図５は、各チャネルの電流入力期間を各チャネルに共通の電流入力可能期間に割り当てる場合の他の一例について説明するための図である。第１チャネルＣｈ１、第２チャネルＣｈ２、および第３チャネルＣｈ３に対する各電力入力可能期間は、同一時間、かつ同一周期である。また、第１チャネルＣｈ１、第２チャネルＣｈ２、および第３チャネルＣｈ３に対する各電流入力期間は、それぞれ時間的に連続した期間である。
【００４９】
電流入力期間割当部１４は、検出対象のヒータ２０の電流入力期間の終了時点と同一電流入力可能期間の終了時点とを一致させ、検出対象のヒータ２０以外の各ヒータ２０の各電流入力期間の開始時点と同一電流入力可能期間の開始時点とを一致させることで、検出対象のヒータ２０以外の各ヒータ２０の各電流入力期間を、異常検出期間と重複しない期間に割り当てる。
【００５０】
より具体的には、電流入力期間割当部１４は、電流入力期間（Ｃｈ１）の終了時点と電流入力可能期間（Ｃｈ１〜Ｃｈ３）の終了時点とを一致させる。さらに、電流入力期間割当部１４は、電流入力期間（Ｃｈ２）および電流入力期間（Ｃｈ３）の開始時点と、電流入力可能期間（Ｃｈ１〜Ｃｈ３）の終了時点とを一致させる。次いで、電流入力期間割当部１４は、電流入力期間（Ｃｈ２）および電流入力期間（Ｃｈ３）が電流入力期間（Ｃｈ１）内において予め定められた異常検出期間（Ｃｈ１）に重複するか否かを判定する。電流入力期間割当部１４は、電流入力期間（Ｃｈ２）および電流入力期間（Ｃｈ３）が、電流入力可能期間（Ｃｈ１〜Ｃｈ３）から異常検出期間（Ｃｈ１）に対応する予め定められた期間を差し引いた期間より短いか否かにより、電流入力期間（Ｃｈ２）および電流入力期間（Ｃｈ３）が異常検出期間（Ｃｈ１）と重複するか否かを判断してもよい。
【００５１】
重複しない場合には、電流入力期間（Ｃｈ１）内において予め定められた異常検出期間（Ｃｈ１）を電流入力可能期間（Ｃｈ１〜Ｃｈ３）に割り付ける。重複する場合には、電流入力期間割当部１４は、異常検出部１８による異常検出期間（Ｃｈ１）における第１チャネルＣｈ１に対するヒータ２０の異常の検出を保留させる。さらに、電流入力期間割当部１４は、電流入力期間（Ｃｈ１）と、電流入力期間（Ｃｈ２）および電流入力期間（Ｃｈ３）との間に、いずれのチャネルにも電流が入力されない電流非入力期間が存在するかどうか判定する。電流非入力期間が存在する場合には、電流入力期間割当部１４は、その期間をソリッドステートリレー３０の異常を検出するためのＳＳＲ異常検出期間として割り付けてもよい。
【００５２】
以上、本実施形態によれば、各電流入力可能期間において図２から図５に示すようなタイミングでそれぞれの電流入力期間を割り当てることで、温度調節システム１００は、ＰＩＤ演算により決定された電流入力期間内において、複数の導線２２に流れる電流の総電流値を検出する電流センサ４０により検出された電流値に基づいて、検出対象のヒータ２０の異常を確実に検出できる。
【００５３】
本実施形態によれば、制御対象物の温度制御を停止させて、ヒータ２０の異常を検出するための専用の期間を設けることなく、複数の導線２２に流れる電流の総電流値を検出する電流センサ４０により検出された電流値に基づいて、検出対象のヒータ２０の異常を確実に検出できる。
【００５４】
なお、電流入力期間決定部１２は、複数のヒータ２０の各電流入力可能期間より複数のヒータ２０の各異常検出期間だけ短い各期間内に収まる期間を、各電流入力期間として決定してもよい。つまり、電流入力期間決定部１２は、一周期において設定できる最大の電流入力期間より、異常検出期間に対応する予め定められた期間だけ少ない期間を上限期間として、各電流入力期間を決定してもよい。言い換えれば、電流入力期間決定部１２は、一周期において設定できる最大の操作量より、異常検出期間に対応する予め定められた量だけ少ない操作量を上限として、操作量を設定してもよい。これにより、異常の検出対象のヒータ２０以外の各ヒータ電流入力可能期間において、電流が入力されない電流非入力期間を確実に確保できる。よって、電流入力期間割当部１４は、検出対象のヒータ２０以外の各ヒータ２０の電流入力期間を、電流入力可能期間内における異常検出期間と重複しない期間に確実に割り当てることができる。
【００５５】
また、電流入力期間決定部１２は、制御対象物の温度の制御開始時点から予め定められた期間において、複数のヒータ２０の各電流入力可能期間に収まる期間を各電流入力期間として決定し、かつ制御開始時点から予め定められた期間を経過した後の期間において、複数のヒータ２０の各電流入力可能期間より複数のヒータ２０の各異常検出期間だけ短い各期間内に収まる期間を、各電流入力期間として決定してもよい。設定できる最大の電流入力期間より、異常検出期間に対応する予め定められた期間だけ少ない期間を上限期間とする場合、複数のヒータ２０により制御対象物が目標温度に達するまでにかかる時間が、上限期間を設けない場合に比べて長くなる場合がある。そこで、制御対象物の温度の制御開始時点から予め定められた期間については、電流入力期間決定部１２は、上限期間を設けずに、各電流入力期間を決定してもよい。これにより、制御対象物の温度の制御開始後、制御対象物が目標温度に達するまでにかかる時間が、上限期間を設けない場合に比べてかなり長くなるのを防止できる。
【００５６】
また、電流入力期間決定部１２は、制御対象物の温度制御を開始してから、制御対象物の温度目標温度との差が予め定められた基準値以下となるまで、複数のヒータ２０の各電流入力可能期間に収まる期間を各電流入力期間として決定し、差が基準値以下となった後、複数のヒータ２０の各電流入力可能期間より複数のヒータ２０の各異常検出期間だけ短い各期間内に収まる期間を、各電流入力期間として決定してもよい。これにより、制御開始直後において、制御対象物の温度と目標温度との差が大きい場合に、上限期間を設けることにより制御対象物が目標温度に達するまでにかかる時間が、上限期間を設けない場合に比べてかなり長くなるのを防止できる。
【００５７】
図６は、異常検出処理の手順の一例を示すフローチャートである。電流入力期間の割り当て対象の電流入力可能期間が来る前に、電流入力期間決定部１２は、温度センサ５０を介して制御対象物の温度を取得する。さらに、電流入力期間決定部１２は、取得した温度と目標温度との偏差に基づいて、ＰＩＤ演算により、各チャンネルの操作量、つまり各チャンネルの電流入力期間を決定する（Ｓ１００）。
【００５８】
次いで、電流入力期間割当部１４は、検出対象のヒータ２０の電流入力期間が、予め定められた異常検出可能期間以上か否かを判定する（Ｓ１０２）。電流入力期間が異常検出可能期間より小さい場合には、検出対象のヒータ２０の異常を検出できないと判断して、電流入力期間割当部１４は、異常検出期間を設けずに各電流入力期間を電流入力可能期間に割り当てる（Ｓ１２０）。例えば、電流入力期間割当部１４は、各電流入力期間の開始時点と、電流入力可能期間の開始時点とを一致させて、各電流入力期間を電流入力可能期間内に割り当てる。そして、電流制御部１６は、割り当てられた各電流入力期間に各ヒータに電流を入力し、制御対象物の温度が目標温度となるように制御する（Ｓ１２２）。
【００５９】
一方、検出対象のヒータ２０の電流入力期間が異常検出可能期間以上の場合には、電流入力期間割当部１４は、図２から図５に示すようなタイミングになるように、検出対象のヒータ２０の電流入力期間を電流入力可能期間内に割り当てるとともに、電流入力可能期間内における異常検出期間と重複しない期間に、検出対象のヒータ２０以外の各ヒータ２０の電流入力期間を割り当てる（Ｓ１０４）。
【００６０】
次いで、電流入力期間割当部１４は、電流入力可能期間内に、すべてのヒータ２０に電流が入力されない電流非入力期間が存在するか否かを判定する（Ｓ１０６）。存在する場合には、電流入力期間割当部１４は、電流非入力期間にＳＳＲ異常検出を実行することを決定する（Ｓ１０８）。例えば、電流入力期間割当部１４は、電流非入力期間にＳＳＲ異常検出を実行することを示すフラグを立てる。電流入力期間の割り当て対象の電流入力可能期間になると、電流制御部１６は、割り当てられた各電流入力期間においてソリッドステートリレー３０のオンを継続することで、各ヒータ２０に各電流入力期間だけ電流を流す（Ｓ１１０）。これにより、電流制御部１６は、制御対象物の温度を目標温度になるように制御対象物の温度を調節する。
【００６１】
異常検出部１８は、異常検出期間において電流センサ４０により検出された電流値と第１閾値とを比較することで、検出対象のヒータ２０の異常を検出する。また、ＳＳＲ異常検出を実行することを示すフラグが立っている場合には、異常検出部１８は、電流非入力期間において電流センサ４０により検出された電流値と第２閾値とを比較することで、複数のソリッドステートリレー３０のいずれかの異常を検出する（Ｓ１１２）。
【００６２】
以上、本実施形態によれば、ＰＩＤ演算により決定された電流入力期間、つまり、ＰＩＤ演算により決定された操作量に応じた電流を検出対象のヒータ２０に流している間に電流センサ４０により検出される電流値に基づいて確実に検出対象のヒータ２０の異常を検出できる。よって、本実施形態によれば、温度調節システム１００が制御対象物の温度を調整している最中に、確実に検出対象のヒータ２０の異常を検出できる。これにより、ヒータ２０の断線などの異常を検出するためにＰＩＤ制御が停止されないので、検出対象のヒータ２０の異常を検出している間に、制御対象物の温度が目標温度から大きくずれることを防止できる。
【００６３】
なお、本実施形態に係る電流入力期間決定部１２、パラメータ情報保持部１３、電流入力期間割当部１４、電流制御部１６、および異常検出部１８は、制御対象物の物理量を制御する各種処理を行うプログラムをインストールし、このプログラムをコンピュータに実行させることで、構成してもよい。つまり、コンピュータに制御対象物の物理量を制御する各種処理を行うプログラムを実行させることにより、電流入力期間決定部１２、パラメータ情報保持部１３、電流入力期間割当部１４、電流制御部１６、および異常検出部１８としてコンピュータを機能させることで、異常検出装置を構成してもよい。
【００６４】
コンピュータはＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭ（登録商標）等の各種メモリ、通信バス及びインタフェースを有し、予めファームウェアとしてＲＯＭに格納された処理プログラムをＣＰＵが読み出して順次実行することで、異常検出装置として機能する。
【００６５】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【００６６】
特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。
【符号の説明】
【００６７】
１０  制御部
１２  電流入力期間決定部
１３  パラメータ情報保持部
１４  電流入力期間割当部
１６  電流制御部
１８  異常検出部
２０  ヒータ
２２  導線
３０  ソリッドステートリレー
４０  電流センサ
５０  温度センサ
６０  交流電源
１００  温度調節システム
【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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