JP2002359055A - ヒータ及び駆動回路異常検知方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】部品が少なく、同時に早期に判定可能なヒータ
及び駆動回路異常検知方法を提供する。 【構成】ヒータと、当該ヒータの駆動停止を制御するヒ
ータスイッチと、当該ヒータスイッチに並列接続される
フォトカプラと、当該フォトカプラの状態を監視するマ
イコンとにより構成され、当該マイコンが所定の間隔で
テスト信号を出力することで一時的にヒータスイッチの
状態を反転させ、オフ状態の時にヒータスイッチのショ
ート故障又はヒータの断線の有無を検知し、オン状態の
時にヒータスイッチのオープン故障の有無を検知する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はヒータ及び駆動回路
の異常検知方法に関し、特にトイレの便座ヒータや給湯
機の凍結予防ヒータのように駆動時間が連続して長時間
使用されるヒータの断線、ヒータスイッチのオープン・
ショートの異常検知方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のヒータ断線検知の概略回路図を図
２に示す。図２において、商用電源10にはヒータ20と、
当該ヒータ20の駆動と停止を行うヒータスイッチ22とが
直列に接続されている。また当該ヒータスイッチ22に並
列接続される如くフォトカプラ30の発光部31と抵抗があ
り、以上が回路の１次側に配置されている。

【０００３】また、当該回路の２次側には、前記フォト
カプラ30の受光部32があり、当該受光部32がマイコン50
のポートに接続されている。当該受光部32には低圧の２
次電圧が抵抗を介して供給されると共に、マイコン50と
の間には抵抗と電解コンデンサが配置されている。

【０００４】次に上記構成におけるヒータ断線検知方法
について述べる。上述したような回路構成において、ヒ
ータ20の断線検知を行うには、ヒータスイッチ22をオフ
状態にして、このときのフォトカプラ30の状態を監視す
ることになる。この監視はマイコン50によりなされる。
すなわち、ヒータスイッチ22がオン状態の時には、電流
がヒータスイッチ22を通って流れるので、発光部31によ
る通電の検知は行えない。したがって、当該ヒータスイ
ッチ22がオフの時に、発光部31からヒータ20へ流れる電
流で発光部31を通電させ、この信号を受光部32により検
知し、この結果をマイコン50へ入力することで、ヒータ
20の断線検知を行っている。

【０００５】図２を基に説明すれば、ヒータスイッチ22
がオフ状態の時、ヒータ20が正常であれば発光部31が発
光し、受光部がオン状態となることで、マイコン50には
L電圧が入力される。ここで、ヒータ20において断線が
発生した場合では、発光部31が無通電となり、受光部32
がオフすることで、マイコン50にはH電圧が入力され、
以上の動作によってヒータ20の断線検知がなされてい
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述した
ヒータ断線検知方法においては、ヒータスイッチがオフ
状態の時にしか断線検知が行えない。このため、例えば
給湯機の凍結予防ヒータのように、ヒータスイッチのオ
ン状態が長時間に渡り連続しているシステムにおいて
は、ヒータの断線検知が遅くなる。

【０００７】この対策として、従来よりヒータ近傍にサ
ーミスタを配置し、ヒータ温度を監視する手段を用いて
断線検知等のヒータ異常を検知するものもあるが、ヒー
タの温度が下がるまで断線検知が行えない、断線検知温
度の設定が難しいという問題がある。また、サーミスタ
等の追加に伴うコスト高といった問題も生じる。

【０００８】本発明はこのような課題に鑑みてなされた
もので、部品の追加を行うことなく、同時に早期に判定
可能なヒータ断線検知方法を提供することを目的とす
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明では次のような構成とする。すなわち、請求
項１においては、ヒータと、当該ヒータの駆動停止を制
御するヒータスイッチと、当該ヒータスイッチに並列接
続されるフォトカプラと、当該フォトカプラの状態を監
視するマイコンとにより構成されるヒータ及び駆動回路
異常検知回路において、当該マイコンがヒータの駆動時
間中に所定の間隔でテスト信号を出力することで一時的
にヒータスイッチをオン状態からオフ状態へと反転さ
せ、当該オフ状態の時にヒータスイッチのショート故障
又はヒータの断線の有無を検知し、オン状態の時にヒー
タスイッチのオープン故障の有無を検知することを特徴
とするヒータ及び駆動回路異常検知方法とする。

【００１０】請求項２においては、ヒータと、当該ヒー
タの駆動停止を制御するヒータスイッチと、当該ヒータ
スイッチに並列接続されるフォトカプラと、当該フォト
カプラの状態を監視するマイコンとにより構成されるヒ
ータ及び駆動回路異常検知回路において、当該マイコン
がヒータの停止時間中に所定の間隔でテスト信号を出力
することで一時的にヒータスイッチをオフ状態からオン
状態へと反転させ、当該オン状態の時にヒータスイッチ
のオープン故障の有無を検知し、オフ状態の時にヒータ
スイッチのショート故障又はヒータの断線の有無を検知
することを特徴とするヒータ及び駆動回路異常検知方法
とする。

【００１１】請求項３においては、テスト信号によりヒ
ータスイッチの状態を反転させる時間を数ミリ秒から数
十秒以内としたことを特徴とする請求項１若しくは２に
記載のヒータ及び駆動回路異常検知方法とする。

【００１２】

【実施例】次に本発明の実施例について説明する。本実
施例においては、ヒータ断線検知のために使用する回路
構成は、従来技術で述べた図２のものを使用する。図２
において、商用電源10にはヒータ20と、当該ヒータ20の
駆動と停止を行うヒータスイッチ22とが直列に接続され
ている。また当該ヒータスイッチ22に並列接続される如
くフォトカプラ30の発光部31と抵抗があり、以上が回路
の１次側に配置されている。上記ヒータスイッチ22はト
ライアックやソリッドステートリレーや電磁リレー等で
構成されている。

【００１３】また、当該回路の２次側には、前記フォト
カプラ30の受光部32があり、当該受光部32がマイコン50
のポートに接続されている。当該受光部32には低圧の２
次電圧が抵抗を介して供給されると共に、マイコン50と
の間には抵抗と電解コンデンサが配置されている。ここ
で当該マイコン50は前記１次側のヒータスイッチ22のオ
ン、オフ信号を発生させる。このオン、オフ要求は、使
用者が任意に選択できると共に、使用状態や周囲環境に
応じて、図示しない各種センサからの情報によってマイ
コン50が信号を出力し、自動的にオン、オフ制御を行
う。

【００１４】以上のような構成において、本実施例では
次のような検知方法としている。ヒータ20の温調制御と
ヒータスイッチ22の状態を図１に示す。図１に基づいて
説明すると、使用者若しくはセンサからの情報により、
ヒータ20の駆動要求を得ることによりマイコン50から信
号を出力し、ヒータスイッチ22がオンすることで、ヒー
タ20が駆動状態となる（Ａ点）。そして、ヒータ20の駆
動中において、定期的にごく短い時間ヒータスイッチ22
をオフ（Ｂ,Ｃ,Ｄ点:テスト信号）させてヒータ20の正
常/断線の判定を行い、ヒータ20の断線の早期判定を行
うものとしている。

【００１５】具体的に本実施例においては、便座用のヒ
ータの駆動中において、図１のT1を10分とし、T2を0.2
秒としている。すなわち、ヒータ20が駆動中、10分毎に
0.2秒間ヒータスイッチ22をオフさせ、このオフ状態の
時にヒータ20の断線を判断する。このようなテスト信号
はマイコン50で作られるとともに、異常状態もマイコン
50で判断される。この後、当該異常状態は表示部やブザ
ー等により使用者に知らせる。

【００１６】なお上記図２の構成において、フォトカプ
ラ30は単方向であっても双方向であっても何れでも使用
可能である。また、本実施例においては、ヒータ20の使
用を便座ヒータとしているが、寒冷地での給湯器等の凍
結予防ヒータをはじめ、ヒータを使用するものであれ
ば、他の機器においても使用可能であり、また、T1やT2
の時間設定もヒータの駆動状態が使用者において違和感
ない程度のものであれば任意に設定可能である。

【００１７】また、突入電流が定常電流と同程度のヒー
タ20を使用した場合はヒータ20の温調制御の停止要求中
でのテスト信号(ヒータ20停止要求中のヒータスイッチ2
2のオン信号)を出力することによってヒータスイッチ22
のオープン故障を検知することが可能であり、ヒータス
イッチ22のショート故障はヒータの断線と同様な方法で
確認できる。

【００１８】

【発明の効果】上記構成の通り、ヒータ20の断線が早期
に判定可能である。そして、上記方法によりヒータ20の
断線検知を行えば、検知に要する時間はヒータ20の駆動
を妨げるものではなく、熱時定数のためヒータ20により
暖められたもの（例えば、便座等）はほとんど温度を下
げることなく、使用が可能なものとなっており、使用者
にも違和感を感じさせない。

【００１９】また、ヒータ20の突入電流もヒータ20が暖
まった状態でのヒータスイッチ22のオンとなるため、テ
スト信号によりヒータに定期的に大きな突入電流が流れ
るといった不具合もない。

【００２０】また、従来では、ヒータスイッチ22が長時
間オンを継続するので、ヒータ20の断線を検知するのに
時間がかかる。特に凍結予防ヒータでは配管の凍結とい
った不具合に至る。こういった場合、本発明はテスト信
号によりヒータ20の断線の早期発見を行い、ヒータ20の
交換を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のヒータスイッチの状態とヒータの温調
制御の関係を示す

【図２】従来のヒータ断線検知の概略回路図を示す

【符号の説明】

図において同一符号は同一、または相当部分を示す。 １０ 商用電源 ２０ ヒータ ２２ ヒータスイッチ ３０ フォトカプラ ３１ 発光部 ３２ 受光部 ５０ マイコン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高羽 利明 愛知県常滑市鯉江本町５丁目１番地 株式 会社イナックス内 (72)発明者 永田 雅幸 愛知県常滑市鯉江本町５丁目１番地 株式 会社イナックス内 (72)発明者 森川 真吾 愛知県常滑市鯉江本町５丁目１番地 株式 会社イナックス内 Ｆターム(参考） 2D037 AD02 2D038 DA07 3K058 AA97 AA98 BA00 CA04 CA22 CA32 CA33 CA95 CF01 CF05

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ヒータと、当該ヒータの駆動停止を制御す
   るヒータスイッチと、当該ヒータスイッチに並列接続さ
   れるフォトカプラと、当該フォトカプラの状態を監視す
   るマイコンとにより構成されるヒータ及び駆動回路異常
   検知回路において、当該マイコンがヒータの駆動時間中
   に所定の間隔でテスト信号を出力することで一時的にヒ
   ータスイッチをオン状態からオフ状態へと反転させ、当
   該オフ状態の時にヒータスイッチのショート故障又はヒ
   ータの断線の有無を検知し、オン状態の時にヒータスイ
   ッチのオープン故障の有無を検知することを特徴とする
   ヒータ及び駆動回路異常検知方法。
2. 【請求項２】ヒータと、当該ヒータの駆動停止を制御す
   るヒータスイッチと、当該ヒータスイッチに並列接続さ
   れるフォトカプラと、当該フォトカプラの状態を監視す
   るマイコンとにより構成されるヒータ及び駆動回路異常
   検知回路において、当該マイコンがヒータの停止時間中
   に所定の間隔でテスト信号を出力することで一時的にヒ
   ータスイッチをオフ状態からオン状態へと反転させ、当
   該オン状態の時にヒータスイッチのオープン故障の有無
   を検知し、オフ状態の時にヒータスイッチのショート故
   障又はヒータの断線の有無を検知することを特徴とする
   ヒータ及び駆動回路異常検知方法。
3. 【請求項３】テスト信号によりヒータスイッチの状態を
   反転させる時間を数ミリ秒から数十秒以内としたことを
   特徴とする請求項１若しくは２に記載のヒータ及び駆動
   回路異常検知方法。