(57)【要約】 【課題】ブレーカの有無の何れの場合でも適用でき、過電圧印加による故障に対して安全な処理が可能な電気電子機器の制御装置を提供する。【解決手段】本発明の制御装置は、電源に接続される電子部品を有する受電部2と、受電部2に印加される電圧を検出する電圧検出部3と、電圧検出部3で検出された電圧値が所定電圧を超えている時間をカウントするカウント部41と、カウント部41によりカウントされた時間が受電部2の故障開始に関する所定時間を超えた場合に、不揮発性の記憶手段５に故障情報を記憶する記憶部42と、記憶手段5に故障情報が記憶されている場合、電気電子機器9に対しフェールセーフ処理を実行するフェールセーフ部43と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源に接続される電子部品を有する受電部と、
前記受電部に印加される電圧を検出する電圧検出部と、
前記電圧検出部で検出された電圧値が所定電圧を超えている時間をカウントするカウント部と、
前記カウント部によりカウントされた時間が前記受電部の故障開始に関する所定時間を超えた場合に、不揮発性の記憶手段に故障情報を記憶する記憶部と、
前記記憶手段に前記故障情報が記憶されている場合、電気電子機器に対しフェールセーフ処理を実行するフェールセーフ部と、
を備えることを特徴とする電気電子機器の制御装置。
【請求項２】
前記所定時間は、前記電源と前記受電部の間に接続できるブレーカによる遮断に要する時間より長く、前記所定電圧における前記受電部の故障開始時間よりも短い時間に設定される請求項１に記載の電気電子機器の制御装置。
【請求項３】
前記受電部は、バリスタと、フィルムコンデンサと、電解コンデンサと、を備え、
前記所定時間は、前記バリスタ、前記フィルムコンデンサ、及び前記電解コンデンサのうち何れか１つの前記所定電圧における故障開始時間より短い時間に設定される請求項１又は２に記載の電気電子機器の制御装置。
【請求項４】
前記電源と前記受電部の間に接続されるブレーカをさらに備え、
前記所定時間は、前記ブレーカの遮断に要する時間より長く、前記所定電圧における前記受電部の故障開始時間よりも短い時間に設定される請求項１〜３の何れか一項に記載の電気電子機器の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気電子機器の制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般の電気電子機器は、主に家庭用商用電源（例えばＡＣ１００Ｖ又はＡＣ２００Ｖ）に接続されて作動する。この電気電子機器には、複数の電子部品が用いられており、多くの場合は、コンセントへの誤接続等による過電圧印加及び漏電から電子部品を保護するために漏電ブレーカやヒューズなどの遮断器が設けられている。
【０００３】
例えば特開２００３−５１２３８号公報（特許文献１）に記載の温水洗浄便座では、いわゆる過電圧ブレーカが設けられ、過電圧が印加された場合に電力供給を停止することが記載されている。
【０００４】
ここで、電気電子機器の回路基板の設計において、ブレーカが設けられない場合では、電子部品を過電圧（例えばＡＣ２００Ｖ）でも動作可能なワイドレンジ設計にする方法と、発火等を防止するために過電圧印加でオープン故障させるヒューズとバリスタ（サージアブソーバ）を設ける方法などが採用できる。後者の場合、バリスタには、例えば誤ってＡＣ２００Ｖに接続した場合に通電してヒューズをオープンさせるものが用いられる。
【０００５】
一方、ブレーカが設けられる場合、ブレーカが過電圧を検知するまでの数十〜数百ミリ秒（遮断に要する時間）は、回路にその時間だけ過電圧が印加するため、短時間の過電圧（例えばＡＣ２００Ｖ）でも劣化・故障しないように設計される。また、この場合、バリスタとしては、過電圧（例えばＡＣ２００Ｖ）でも通電しない電圧タイプを採用する必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−５１２３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このように、電気電子機器の回路基板の製造上、ブレーカの有無によって、回路を構成する電子部品の必要耐圧値やバリスタ通電電圧も異なり、回路設計が異なっている。したがって、１つの機種にブレーカ有無の両タイプがある場合、回路基板製造時に、ブレーカ有用の回路基板と、ブレーカ無用の回路基板とを完全に分ける必要があった。これにより、製造コストや管理コストが増大していた。また、回路基板出荷後に、ブレーカの有無を変更できず、ブレーカの後付け又は取り外しができない等の不都合が生じていた。
【０００８】
また、電気電子機器としては、ブレーカの有無に関わらず、過電圧印加により劣化・故障した電子部品を備える回路に対して、少なくとも次回起動（通電）時に安全のための処理（動作禁止等）が行えることが望ましい。
【０００９】
本発明は、このような事情に鑑みて為されたものであり、ブレーカの有無の何れの場合でも適用でき、過電圧印加による故障に対して安全な処理が可能な電気電子機器の制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１に記載の発明は、電気電子機器の制御装置であって、電源に接続される電子部品を有する受電部と、前記受電部に印加される電圧を検出する電圧検出部と、前記電圧検出部で検出された電圧値が所定電圧を超えている時間をカウントするカウント部と、前記カウント部によりカウントされた時間が前記受電部の故障開始に関する所定時間を超えた場合に、不揮発性の記憶手段に故障情報を記憶する記憶部と、前記記憶手段に前記故障情報が記憶されている場合、電気電子機器に対しフェールセーフ処理を実行するフェールセーフ部と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１において、前記所定時間は、前記電源と前記受電部の間に接続できるブレーカによる遮断に要する時間より長く、前記所定電圧における前記受電部の故障開始時間よりも短い時間に設定されることを特徴とする。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２において、前記受電部は、バリスタと、フィルムコンデンサと、電解コンデンサと、を備え、前記所定時間は、前記バリスタ、前記フィルムコンデンサ、及び前記電解コンデンサのうち何れかの前記所定電圧における故障開始時間より短い時間に設定されることを特徴とする。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３の何れか一項において、前記電源と前記受電部の間に接続されるブレーカをさらに備え、前記所定時間は、前記ブレーカの遮断に要する時間より長く、前記所定電圧における前記受電部の故障開始時間よりも短い時間に設定されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１に記載の発明によれば、所定電圧を超える電圧が受電部に所定時間印加されると、電気電子機器に対しフェールセーフ処理が実行される。過電圧が所定時間印加された場合、受電部はダメージを受けたものとして記憶手段に記憶されるため、フェールセーフ部が記憶手段を確認可能な状態（通電時）であればフェールセーフ処理が実行される。また、ブレーカが後付けされた場合でも、ブレーカ又は制御装置により安全な処理が実行される。つまり、本発明では、過電圧印加時間に基づいて故障情報を記憶し、故障情報の有無に基づいてフェールセーフ処理を実行することで、ブレーカの有無の何れの場合でも、適切に電気電子機器の安全な処理が可能となる。また、電子部品の耐圧等に応じて所定時間を設定できるため、例えばブレーカ無用の回路設計で統一でき、管理コスト及び製造コストの削減が可能となる。
【００１５】
請求項２に記載の発明によれば、過電圧が印加された際、ブレーカが無い場合は制御装置によりフェールセーフ処理が実行され、ブレーカが有る場合はブレーカにより受電部が電源から遮断される。つまり、本発明によれば、ブレーカの有無の何れの場合でも、適切に電気電子機器の安全な処理が可能となる。なお、故障開始時間とは、ＪＩＳ規格で規定された耐過電圧印加時間、又は実験等により故障開始と想定される過電圧印加時間である。
【００１６】
請求項３に記載の発明によれば、具体的に受電部を構成する電子部品の故障開始時間に基づいて所定時間が設定されるため、より精度良く故障情報が記憶される。つまり、本発明によれば、より適切に電気電子機器の安全な処理が可能となる。
【００１７】
請求項４に記載の発明によれば、請求項２同様、ブレーカの有無の何れの場合でも、適切に電気電子機器の安全な処理が可能となる。また、本発明によれば、納品後のブレーカの取り付け取り外しにも対応できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本実施形態の電気電子機器の制御装置の構成（ブレーカ無し）を示す構成図である。
【図２】本実施形態の電気電子機器の制御装置のフェールセーフ処理に関する制御を示すフローチャートである。
【図３】本実施形態の電気電子機器の制御装置の構成（ブレーカ有り）を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
次に、好ましい実施形態を挙げ、本発明をより詳しく説明する。本実施形態では、電気電子機器として温水便座機器（ＡＣ１００Ｖ用）を例にし、ブレーカの有無の両方の場合について説明する。したがって、本実施形態では、過電圧はＡＣ２００Ｖである。
【００２０】
（ブレーカ無しの場合）
本実施形態の電気電子機器９の制御装置１は、図１に示すように、主に、受電部２と、電圧検出部３と、過電圧制御部４と、記憶手段５と、通知装置６と、を備えている。
【００２１】
受電部２は、電源部（プラグ）９１を介して電源（コンセント）に接続される回路であり、ヒューズ２１と、バリスタ２２と、フィルムコンデンサ２３と、ダイオード２４と、電解コンデンサ２５と、を有している。ヒューズ２１は、所定値以上の電流が流れるとオープンするものである。ヒューズ２１は、一方端子が電源部９１の一方端子に接続され、他方端子がダイオード２４のアノード端子に接続されたものである。
【００２２】
バリスタ２２は、回路に大電流が流れた際に回路を保護するためのサージアブソーバであって、一方端子がヒューズ２１の他方端子及びダイオード２４のアノード端子に接続され、他方端子が電源部９１の他方端子に接続されたものである。本実施形態のバリスタ２２としては、過電圧（ＡＣ２００Ｖ）が印加されても通電させないような電圧タイプ（例えば２７０Ｖ品や３３０Ｖ品）のものが採用されている。つまり、バリスタ２２として、過電圧が印加されてもヒューズ２１が溶断しない電圧タイプが採用されている。
【００２３】
フィルムコンデンサ２３は、ノイズ抑制のために設置されたコンデンサであって、一方端子がヒューズ２１の他方端子及びダイオード２４のアノード端子に接続され、他方端子が電源部９１の他方端子に接続されたものである。フィルムコンデンサ２３は、バリスタ２２よりもダイオード２３側（ヒューズ２１から離れる側）に配置されている。本実施形態のフィルムコンデンサ２３としては、ＡＣ１００Ｖ用以上のタイプ（例えばＡＣ１００ＶタイプやＡＣ１２５Ｖタイプ等）のものが採用されている。つまり、フィルムコンデンサ２３として、電気電子機器９の規格電圧以上のタイプが採用されている。このタイプのフィルムコンデンサ２３は、過電圧が印加された場合でも数秒程度であるならば劣化・故障に対して問題がないものである。
【００２４】
ダイオード２４は、アノード端子がヒューズ２１の一方端子に接続され、カソード端子が電解コンデンサ２５の一方端子、電圧検出部３の一方端子、及び過電圧制御部４に接続されたものである。本実施形態のダイオード２４としては、過電圧が印加されても破損しない耐圧品（例えば６００Ｖ耐圧品）が採用されている。
【００２５】
電解コンデンサ２５は、平滑コンデンサであって、一方端子がダイオード２４のカソード端子及び過電圧制御部４に接続され、他方端子が電源部９１の他方端子に接続されている。本実施形態の電解コンデンサ２５としては、過電圧が印加された場合でも数秒程度であるならば劣化・故障に対して問題がないもの（例えばＤＣ２５０Ｖタイプ）が採用されている。一般に電解コンデンサは、耐圧以上の電圧がおよそ１０秒以上印加されると、弁が開いて蒸気や液体が放出される可能性が高い。電解コンデンサは、弁が開くと修復不能となり、弁が開かない限り通電により充電機能は修復される。
【００２６】
電圧検出部３は、抵抗体３１、３２と、スイッチング素子３３と、を有している。抵抗体３１は、一方端子がダイオード２４のカソード端子及び過電圧制御部４に接続され、他方端子が抵抗体３２の一方端子及びスイッチング素子３３の制御端子に接続された抵抗である。抵抗体３２は、一方端子が抵抗体３２の他方端子及びスイッチング素子３３の制御端子に接続され、他方端子が電源部９１の他方端子に接続された抵抗である。
【００２７】
スイッチング素子３３は、トランジスタであって、制御端子（ベース）が抵抗体４１の他方端子及び抵抗体４２の一方端子に接続され、入力端子（コレクタ）が過電圧制御部４に接続され、出力端子（エミッタ）が電源部９１の他方端子に接続されたものである。スイッチング素子３３は、抵抗体３１に所定電圧が加わるとオンされて（オフ→オン）、過電圧制御部４につながる入力端子と出力端子と間に電流を流す。つまり、電圧検出部３は、受電部２に印加される電圧が過電圧（所定電圧を超えた電圧）か否かを検出し、検出結果を過電圧制御部４に送信している。本実施形態では、所定電圧は、若干のマージンを持たせて１９０Ｖ程度に設定されている。
【００２８】
過電圧制御部４は、電子制御ユニット（ＥＣＵ）であって、機能として、カウント部４１と、記憶部４２と、フェールセーフ部４３と、を有している。カウント部４１は、電圧検出部３で検出された電圧値が所定電圧を超えている時間をカウントするものである。詳細には、カウント部４１は、スイッチング素子３３のオンにより流れた電流を検知し、当該電流が所定時間流れた場合、記憶部４２にその旨を示す信号（過電圧信号）を送信する。カウント部４１は、公知の手段、例えば多段に接続されたフリップフロップ回路等で構成することができる。なお、本実施形態のカウント部４１は、記憶部４２の他に、フェールセーフ部４３にも信号を送信する。また、「所定時間」については後述する。
【００２９】
記憶部４２は、カウント部４１から過電圧信号を受信すると、記憶手段５にその旨を示す情報（故障情報）を記憶する。記憶手段５は、過電圧制御部４に接続された不揮発性メモリであって、例えばＥＥＰＲＯＭ等である。
【００３０】
フェールセーフ部４３は、少なくとも電気電子機器９の起動（通電）時に、記憶手段５に対して故障情報（例えば機器動作禁止フラグ等）の有無を確認する。フェールセーフ部４３は、記憶手段５に故障情報が記憶されている場合、電気電子機器９に対してフェールセーフ処理を実行する。具体的に、フェールセーフ部４３は、故障情報が記憶されている場合、電気電子機器９の動作を禁止する。フェールセーフ部４３は、例えば電気電子機器９の動作を制御するＥＣＵ等の制御手段（図示せず）に対し、動作を停止する信号を送信する。
【００３１】
さらに、本実施形態のフェールセーフ部４３は、故障情報が記憶されている場合、通知装置６を作動させる。通知装置６は、ユーザーに故障していることを通知する装置である。通知装置６は、例えば視覚的にユーザーに通知する表示手段、音声により通知する音声発生手段、又はその両方の機能を有する表示音声手段などである。本実施形態のフェールセーフ処理は、電気電子機器９の動作禁止と、通知装置６によるユーザーへの通知である。
【００３２】
また、本実施形態のフェールセーフ部４３は、起動時だけでなく、カウント部４１から信号を受信した際に、記憶手段５に故障情報の有無を確認する。そして、記憶手段５に故障情報が記憶されていれば、フェールセーフ部４３がフェールセーフ処理を実行する。なお、フェールセーフ部４３は、通電中、定期的に記憶手段５を確認するように設定されていても良い。
【００３３】
本実施形態の制御装置１によるフェールセーフ処理に関する流れを図２を参照して説明する。電気電子機器９が通電（コンセントに接続）されると、まずフェールセーフ部４３が記憶手段５に対して故障情報の有無を確認する（Ｓ１０１）。記憶手段５に故障情報が記憶されている場合（Ｓ１０１：Ｙｅｓ）、フェールセーフ部４３は、電気電子機器９に対してフェールセーフ処理を実行する（Ｓ１０６）。
【００３４】
一方、記憶手段５に故障情報が記憶されていない場合（Ｓ１０１：Ｎｏ）、電圧検出部３により受電部２に過電圧（所定電圧を超える電圧）が印加されているか否かが検出される（Ｓ１０２）。過電圧が印加されていない場合（Ｓ１０２：Ｎｏ）、通常の機器制御が実行される（Ｓ１０３）。
【００３５】
一方、過電圧が印加されている場合（Ｓ１０２：Ｙｅｓ）、カウント部４１により過電圧印加時間が計測される（Ｓ１０４）。そして過電圧印加時間が所定時間を超えた場合（Ｓ１０４：Ｙｅｓ）、記憶部４２により記憶手段５に故障情報が記憶される（Ｓ１０５）。そして、フェールセーフ部４３により故障情報が確認され、フェールセーフ処理が実行される（Ｓ１０６）。
【００３６】
ここで、ステップ１０４（Ｓ１０４）においてカウント部４１がカウントする「所定時間」、すなわち過電圧制御部４が受電部２の故障の有無を判定するために設定された閾値となる時間について説明する。
【００３７】
所定時間は、受電部２の故障開始に関する時間であり、過電圧が印加された場合における受電部２の故障開始時間より短い時間に設定されている。具体的に本実施形態における故障開始時間は、ＡＣ２００Ｖ印加状態において電解コンデンサ２５の故障（弁開放）がおよそ１０秒である。電解コンデンサ２５は、弁開放で修復不能となる。したがって、所定時間は少なくとも１０秒未満に設定される。
【００３８】
故障開始時間とは、実験等により故障開始と想定される過電圧印加時間、又はＪＩＳ規格により規定・保障された耐過電圧印加時間（例えばＡＣ２００Ｖ印加時でも、次回正常動作が保障される過電圧印加時間）である。なお、電解コンデンサ２５の故障開始時間は、実験により、受電部２のうちで最も短時間と判断されている。
【００３９】
さらに詳細には、本実施形態の所定時間は、１〜２秒に設定されている。所定時間は、過電圧が印加された際のブレーカ（図３の図番号８参照）の遮断に要する時間（数十〜数百ミリ秒）よりも長い時間に設定されている。したがって、過電圧印加時間が所定時間となった場合、電気電子機器にブレーカは設けられていないと判断でき、記憶部４２は記憶手段５に故障情報を記憶し、フェールセーフ部４３はフェールセーフ処理を実行する。
【００４０】
（ブレーカ有りの場合）
一方、図３に示すように、電源部９１と受電部２の間にブレーカ８が設けられている場合、過電圧が印加されてもブレーカ８により電源部９１と受電部２は遮断される。ブレーカ８は、過電圧検出部８１により過電圧を検出した時点で回路を遮断する。具体的には、電源部９１がＡＣ２００Ｖのコンセントに接続された時から電圧値が過電圧値（所定電圧）に達するまでの時間（数十〜数百ミリ秒）の経過後に回路が遮断される。つまり、ユーザーにより誤ったコンセント接続が為されると、ほぼ瞬間的にブレーカ８により回路が遮断される。なお、ブレーカ８は、漏電検出部８２も備えており、漏電を検出した際も回路を遮断する。
【００４１】
本実施形態の受電部２は、過電圧が数秒流れても故障しない電子部品で構成されているため、ブレーカ８により短時間（ミリ秒単位）で遮断された場合、劣化・故障なく次回のコンセント接続（ＡＣ１００Ｖ）以降に正常に作動することができる。受電部２の電子部品は、少なくともブレーカ８が遮断に要する瞬間的な時間（過電圧を検出する時間）の間に印加される電圧に耐えうるものである。また、バリスタ２２としては、過電圧でも通電しない電圧タイプを採用すれば良い。ブレーカ８の有無に関わらず、統一した回路設計が可能である。
【００４２】
ブレーカ８により短時間で回路が遮断された場合、カウント部４１のカウントは、所定時間（ブレーカ８の遮断に要する時間より長く過電圧印加状態における故障開始時間よりも短い時間）に達する前に停止される。これにより、過電圧制御部４は、電気電子機器９にブレーカ８が設けられているか、又はカウント時間が所定時間に達する前に電源部９１が電源（コンセント）から抜かれたと判断できる。この場合、記憶部４２が記憶手段５に故障情報を記憶することはなく、以前の故障情報が記憶されていない限りフェールセーフ処理は実行されない。受電部２故障のおそれがないため次回通電時に正常に動作させても問題がなく、フェールセーフ処理しない適切な制御が可能となる。また、ブレーカ８が故障している場合や電気電子機器９納品後にブレーカ８を取り外した場合などでも、誤接続などに対して、制御装置１により安全な処理が実行される。
【００４３】
なお、ブレーカ８の後付けに対する不都合としては、例えば、ブレーカ８を後付けしたにも関わらず、バリスタがブレーカ無用の設計であるため、過電圧印加によりヒューズがオープン故障してしまう等が挙げられる。本実施形態では、バリスタは過電圧（ＡＣ２００Ｖ）でも通電しない電圧タイプが採用されているため、ブレーカ８の有無に関わらず同じ回路基板が適用できる。
【００４４】
このように、本実施形態の制御装置１によれば、ブレーカ８の有無の何れの場合でも同じ回路基板を適用でき、過電圧印加による故障に対して安全な処理が可能となる。特に温水便座機器のような水周り機器においては、ユーザーが誤ってＡＣ２００Ｖのコンセントに接続し、過電圧による電子部品の劣化・故障が発生した場合、次回ＡＣ１００Ｖで使用した際に劣化・故障部分から発火するおそれがある。したがって、劣化・故障に対するフェールセーフ処理は重要であり、本実施形態のように、ブレーカの有無に関わらず適切に安全処理が可能な制御装置１は、安全面及びコスト面において有効となる。
【００４５】
なお、本発明は、上記実施形態に限られない。例えば、電圧検出部３は、受電部２の電圧を検出する手段であれば良く、受電部２に印加される過電圧（所定電圧）を検出する手段ともいえる。また、電圧検出部３による電圧検出場所も受電部２内であれば良く、変圧器がある場合は商用電源側の電圧を検出することが好ましい。また、フェールセーフ処理として、ヒューズ２１を積極的に溶断するように設定しても良い。この場合、制御装置１は、フェールセーフ部４３の指令に基づきヒューズ２１を溶断する溶断手段（図示せず）を備えても良い。
【符号の説明】
【００４６】
１：制御装置、  ２：受電部、
２１：ヒューズ、  ２２：バリスタ、  ２３：フィルムコンデンサ、
２４：ダイオード、  ２５：電解コンデンサ、
３：電圧検出部、  ３１，３２：抵抗体、  ３３：スイッチング素子、
４：過電圧制御部、  ４１：カウント部、  ４２：記憶部、
４３：フェールセーフ部、
５：記憶手段、  ６：通知手段、  
８：ブレーカ、  ８１：過電圧検出部、  ８２：漏電検出部、
９：電気電子機器、  ９１：電源部
【図１】
2013110907.tif 000003
【図２】
2013110907.tif 000004
【図３】
2013110907.tif 000005