JP2013054853A - ヒータ断線検知装置、電力調整装置及びヒータ断線検知方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ヒータの断線を正確に判別して、断線の発生時には、速やかに断線警報を発生することができるようにする。
【解決手段】安定判別部２３により安定していると判断された場合、ヒータの本数別のカウンタの中で、測定されたヒータ電圧Ｖ及び測定されたヒータ電流Ｉに対応するカウンタを特定し、そのカウンタのカウント値ｋをインクリメントするカウンタ特定部２４を設け、ヒータ断線判定部２７がヒータの本数別のカウンタの中で、カウント値ｋが最大のカウンタＣ_ｍａｘを特定し、そのカウンタＣ_ｍａｘに対応するヒータの本数ｎを断線していないヒータの本数であると推定し、その推定したヒータの本数が、実装されているヒータの本数ｍより少ない場合、ヒータが断線していると判断する。
【選択図】図１

Description

この発明は、温度によって抵抗値が大きく変化する純金属系ヒータ（ランプヒータ）等の断線を検知するヒータ断線検知装置及びヒータ断線検知方法と、そのヒータ断線検知装置を実装している電力調整装置とに関するものである。

例えば、純金属系ヒータ（ランプヒータ）等の断線を検知する従来のヒータ断線検知装置では、ヒータに印加されている電圧であるヒータ電圧と、ヒータに流れている電流であるヒータ電流とを検出し、そのヒータ電圧とヒータ電流の関係から、ヒータの断線を判断する方法を用いている（例えば、特許文献１，２を参照）。
しかし、ヒータの種類が純金属系ヒータ等の場合には、ヒータの温度変化に伴って、抵抗値が大きく変化するため、同じ電圧をヒータに印加しても、ヒータに流れる電流が過渡的に大きく変化する。

ここで、図７はヒータ電圧をステップ的に変化させた場合のヒータ電流の変化を示す説明図である。
図７から明らかなように、ヒータ電圧をステップ的に上げると、ヒータ電圧の切換時に、ヒータ電流が過渡的に大きく上昇し、その後、時間の経過に伴って一定の値に安定する。
一方、ヒータ電圧をステップ的に下げると、ヒータ電圧の切換時に、ヒータ電流が過渡的に大きく減少し、その後、時間の経過に伴って一定の値に安定する。
このように、ヒータ電圧が同じ電圧であっても、ヒータ電流が時間と共に変化するため、単純には、ヒータ電圧とヒータ電流の関係を求めることができない。

そこで、従来のヒータ断線検知装置では、実際にヒータの断線検知処理を開始する前に、ヒータ電圧が切り換えられてから十分な時間が経過し、ヒータ電流の値が安定してからヒータ電流を測定する処理を繰り返し実施することで、複数のヒータ電圧に対応する安定時のヒータ電流を収集する。そして、複数のヒータ電圧と安定時のヒータ電流の対応関係を示す近似式を作成する。
従来のヒータ断線検知装置では、ヒータの断線検知処理を開始すると、ヒータ電圧とヒータ電流を測定するとともに、そのヒータ電圧を当該近似式に代入することでヒータ電流（以下、「基準ヒータ電流」と称する）を算出し、ヒータ電流の測定値が、その基準ヒータ電流より小さければ、ヒータの断線や劣化を認定するようにしている。

なお、複数のヒータが並列に接続されている熱処理装置では、熱処理された製品の歩留まりに影響が出るため、複数のヒータの内の１本が断線している状況の発生を検知したいという要望がある。しかしながら、各ヒータのそれぞれに電圧計及び電流計を設置することは、コストが大幅に上昇するとともに各ヒータに必要なスペースも増大することになるため、現実的ではない。このため、以下に示すような方式で断線の検知を行っている。
図８は同じ規格の１０本のヒータが並列に接続されている熱処理装置において、ヒータ電圧と安定時のヒータ電流の関係を複数の点でプロットして、複数の点が線分で結ばれている折線が示す基準ヒータ電流と、図７のステップ状のヒータ電圧及びヒータ電流との関係を示す説明図である。
図８において、実線は基準ヒータ電流を示し、基準ヒータ電流の１０５％を破線で示し、基準ヒータ電流の９５％を１点破線で示している。

図９は同じ規格の１０本のヒータのうち、１本が断線している状態で、図７のステップ状のヒータ電圧が印加されているときのヒータ電流や基準ヒータ電流などを示している。
図９において、実線は基準ヒータ電流を示し、基準ヒータ電流の１０５％を破線で示し、基準ヒータ電流の９５％を１点破線で示し、基準ヒータ電流の８５％を２点破線で示している。

図８中にプロットされている点のうち、ヒータ電圧が高い領域では、基準ヒータ電流の近傍にヒータ電流がプロットされているが、ヒータ電圧が低い領域では、基準ヒータ電流の近傍だけでなく、広範囲にヒータ電流がプロットされていることが分かる。
図９においても、ヒータ電圧が高い領域では、基準ヒータ電流の近傍（基準ヒータ電流に９／１０が乗じられた値の近傍）にヒータ電流がプロットされているが、ヒータ電圧が低い領域では、基準ヒータ電流の近傍だけでなく、広範囲にヒータ電流がプロットされていることが分かる。

したがって、基準ヒータ電流を算出して、単に、その基準ヒータ電流とヒータ電流の測定値を比較するだけでは、ヒータの断線や劣化を正しく判断することができないことを示している。
そこで、警報状態が所定回数以上継続している場合に限り、ヒータが断線している旨を示す断線警報を発生することで、誤警報が発生する確率の低減を図っている。

特許第２６８３８５１号（段落番号［０００６］、図１） 特開平１０−４８２８０号公報（段落番号［０００９］、図１）

従来のヒータ断線検知装置は以上のように構成されているので、警報状態が所定回数以上継続している場合に限り、ヒータが断線している旨を示す断線警報を発生することで、誤警報が発生する確率の低減を図っている。しかし、ヒータが断線しているか否かの判定は、あくまでも、ヒータ電流の測定値と基準ヒータ電流の比較結果によるものであるため、ヒータの使用状態によっては、ヒータの断線が発生していない場合でもヒータ電流の測定値が基準ヒータ電流と大きく異なる場合がありうる。例えば、ヒータ電圧が比較的低い状態ではヒータの作動制御をした場合には、ヒータ電流の時間変動が大きくなり、このような状況で断線検知を行うと、基準ヒータ電流と大幅に異なるヒータ電流が測定されてしまい、ヒータの断線を正確に判別することができない課題があった。
また、フィールドのノイズの影響により温度調節器からの操作量は絶えず増減しているため、ヒータ電圧やヒータ電流も絶えず増減しており、警報の判断範囲や警報状態が連続している期間を適切に設定することは難しい。このため、警報の判断範囲や警報状態を適切に設定できずに警報が発生しなかったり、誤警報が発生したりするという課題があった。

この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、ヒータの断線を正確に判別して、断線の発生時には、速やかに断線警報を発生することができるヒータ断線検知装置及びヒータ断線検知方法を得ることを目的とする。
また、この発明は、ヒータの断線を正確に判別して、断線の発生時には、速やかに断線警報を発生することができるヒータ断線検知装置を実装している電力調整装置を得ることを目的とする。

この発明に係るヒータ断線検知装置は、ヒータに流れている電流であるヒータ電流を所定時間間隔又は所定時間にわたって測定するヒータ電流測定手段と、ヒータに印加されている電圧であるヒータ電圧を所定時間間隔又は所定時間にわたって測定するヒータ電圧測定手段と、前記ヒータ電流測定手段により測定されたヒータ電流の変動量及びヒータ電圧測定手段により測定されたヒータ電圧の変動量を監視して、そのヒータ電流及びヒータ電圧の変動量が継続して所定の範囲内に収まっていれば、そのヒータ電流及びヒータ電圧が安定していると判断する安定判別手段と、前記安定判別手段により安定していると判断された場合、前記ヒータ電流測定手段により測定されたヒータ電流と前記ヒータ電圧測定手段により測定されたヒータ電圧に基づいて、ヒータの本数別のカウンタの中で、前記測定されたヒータ電圧及び前記測定されたヒータ電流に対応するカウンタを特定し、そのカウンタのカウント値をインクリメントするカウンタ特定手段と、ヒータの本数別のカウンタの中で、カウント値が最大のカウンタを特定し、前記カウンタに対応するヒータの本数を断線していないヒータの本数であると推定し、前記推定したヒータの本数が、実装されているヒータの本数よりも少ない場合、ヒータが断線していると判断するヒータ断線判断手段とを設け、警報発生手段が、前記ヒータ断線判断手段が前記ヒータの断線を判断した場合に、ヒータが断線している旨を示す断線警報を発生するようにしたものである。

この発明に係るヒータ断線検知装置は、前記安定判別手段が、前記ヒータ電流測定手段により今回測定されたヒータ電流と前回測定されたヒータ電流の差分が所定値以下であり、かつ、ヒータ電圧測定手段により今回測定されたヒータ電圧と前回測定されたヒータ電圧の差分が所定値以下であることが所定回数連続していた場合、そのヒータ電流及びヒータ電圧が安定していると判断するようにしたものである。

この発明に係るヒータ断線検知装置は、前記カウンタ特定手段が、実装されている全てのヒータが安定して作動している状態で予め測定されたヒータ電流とヒータ電圧の測定結果に基づいて、実装されているヒータの本数に対応するヒータ電流とヒータ電圧の対応関係を示す近似式を作成しておき、前記安定判別手段により安定していると判断された状態で測定されたヒータ電圧を前記近似式に代入して基準のヒータ電流を算出するとともに、前記基準のヒータ電流と実装されているヒータの本数に基づいて、実装されているヒータの本数に対応するヒータ電流の安定作動電流範囲を算出し、前記ヒータ電流測定手段により測定されたヒータ電流が前記電流範囲に属していれば、実装されているヒータの本数に対応するカウンタが、現在断線していないヒータの本数に対応するカウンタであると特定するようにしたものである。

この発明に係るヒータ断線検知装置は、前記カウンタ特定手段が、前記ヒータ電流測定手段により測定されたヒータ電流が前記電流範囲に属していなければ、実装されているヒータの本数より少ないヒータの本数、前記基準のヒータ電流及び実装されているヒータの本数に基づいて、前記少ないヒータの本数が安定して作動しているヒータ電流の電流範囲を算出し、前記ヒータ電流測定手段により測定されたヒータ電流が当該電流範囲に属していれば、前記少ないヒータの本数に対応するカウンタが、現在断線していないヒータの本数に対応するカウンタであると特定するようにしたものである。

この発明に係るヒータ断線検知装置は、前記カウンタ特定手段が、基準となるヒータ電流がＩｂ、実装されているヒータの本数がｍ、求めるヒータの本数がｎである場合、本数ｎのヒータが安定して作動しているヒータ電流Ｉ（ｎ）の電流範囲の上限をＩ_{ｕｐｐｅｒ}（ｎ）、下限をＩ_{ｕｎｄｅｒ}（ｎ）として算出するようにしたものである。
Ｉ_{ｕｐｐｅｒ}（ｎ）＝Ｉｂ×（ｎ＋０．５）／ｍ
Ｉ_{ｕｎｄｅｒ}（ｎ）＝Ｉｂ×（ｎ−０．５）／ｍ

この発明に係るヒータ断線検知装置は、カウント値が最大のカウンタに対応するヒータの本数が、実装されているヒータの本数より少ない場合でも、前記ヒータ断線判断手段が、ヒータの本数別のカウンタのカウント値の総和を算出し、前記カウント値の総和を電源サイクル毎にインクリメントされるカウント値で除算した値が所定値以下であれば、ヒータの断線判断を行わないようにしたものである。

この発明に係るヒータ断線検知装置は、カウント値が最大のカウンタに対応するヒータの本数が、実装されているヒータの本数より少ない場合でも、前記ヒータ断線判断手段が、ヒータの本数別のカウンタのカウント値の総和を算出し、前記カウント値の総和に対する最大のカウント値の割合が所定値以下であれば、ヒータの断線判断を行わないようにしたものである。

この発明に係るヒータ断線検知装置は、カウント値が最大のカウンタに対応するヒータの本数が、実装されているヒータの本数より少ない場合、前記ヒータ断線判断手段が、ヒータの本数別のカウンタの中で、カウント値が最大のカウンタが所定回数連続して同じであることを条件に、ヒータが断線していると判断するようにしたものである。

この発明に係るヒータ断線検知装置は、前記ヒータ断線判断手段が、ヒータが断線していると判断すると、カウント値が最大のカウンタに対応するヒータの本数と、実装されているヒータの本数との差分を出力し、前記警報発生手段が、前記ヒータ断線判断手段から出力された差分を断線警報として出力するようにしたものである。

この発明に係る電力調整装置は、温度調節器の操作量に応じてヒータに流れる電流を制御する電力調整器を備え、上述したいずれかのヒータ断線検知装置を実装しているものである。

この発明に係るヒータ断線検知方法は、ヒータ電流測定手段がヒータに流れている電流であるヒータ電流を所定時間間隔又は所定時間にわたって測定するヒータ電流測定処理ステップと、ヒータ電圧測定手段がヒータに印加されている電圧であるヒータ電圧を所定時間間隔又は所定時間にわたって測定するヒータ電圧測定処理ステップと、安定判別手段が前記ヒータ電流測定処理ステップで測定されたヒータ電流の変動量及び前記ヒータ電圧測定処理ステップで測定されたヒータ電圧の変動量を監視し、そのヒータ電流及びヒータ電圧の変動量が継続して所定の範囲内に収まっていれば、そのヒータ電流及びヒータ電圧が安定していると判断する安定判別処理ステップと、前記安定判別処理ステップで安定していると判断された場合、カウンタ特定手段が、前記ヒータ電流測定処理ステップで測定されたヒータ電流と前記ヒータ電圧測定処理ステップで測定されたヒータ電圧に基づいて、ヒータの本数別のカウンタの中で、前記測定されたヒータ電圧及び前記測定されたヒータ電流に対応するカウンタを特定し、そのカウンタのカウント値をインクリメントするカウンタ特定処理ステップと、ヒータ断線判断手段が、ヒータの本数別のカウンタの中でカウント値が最大のカウンタを特定し、前記カウンタに対応するヒータの本数を断線していないヒータの本数であると推定し、前記推定したヒータの本数が実装されているヒータの本数より少ない場合、ヒータが断線していると判断するヒータ断線判断処理ステップと、前記ヒータ断線判断処理ステップで前記ヒータの断線が判断された場合に、警報発生手段が、ヒータが断線している旨を示す断線警報を発生する警報発生処理ステップとを備えているものである。

この発明によれば、ヒータの断線を正確に判別して、断線の発生時には、速やかに断線警報を発生することができる効果がある。

この発明の実施の形態１によるヒータ断線検知装置を実装している電力調整装置を示す構成図である。 この発明の実施の形態１によるヒータ断線検知装置の処理内容を示すフローチャートである。 ヒータの本数が２０本であるとき、安定度判断部２３で安定していると判断した時に測定されたヒータ電流とヒータ電圧の対応関係を示す説明図である。 図３の一部を拡大している拡大図である。 近似式を作成する際に測定されたヒータ電流及びヒータ電圧（実験結果）と、そのヒータ電流及びヒータ電圧から作成された近似式などを示す説明図である。 ヒータの本数別のヒータ電流の電流範囲の一例を示す説明図である。 ヒータ電圧をステップ的に変化させた場合のヒータ電流の変化を示す説明図である。 同じ規格の１０本のヒータ（断線しているヒータは０本）が並列に接続されている熱処理装置において、ヒータ電圧と安定時のヒータ電流の関係を複数の点でプロットして、複数の点が線分で結ばれている折線が示す基準ヒータ電流と、図７のステップ状のヒータ電圧及びヒータ電流との関係を示す説明図である。 同じ規格の１０本のヒータ（１本のヒータが断線）が並列に接続されている熱処理装置において、ヒータ電圧と安定時のヒータ電流の関係を複数の点でプロットして、複数の点が線分で結ばれている折線が示す基準ヒータ電流と、図７のステップ状のヒータ電圧及びヒータ電流との関係を示す説明図である。

実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１によるヒータ断線検知装置を実装している電力調整装置を示す構成図である。
図１において、温度調節器１はヒータ４の近傍に設置されている温度センサの測定値（ヒータ４の近傍の温度）を収集し、温度センサの測定値を温度設定値に一致させる操作量を電力調整装置２に出力する処理を実施する。
電力調整装置２は温度調節器１から出力された操作量に基づいて、ＡＣ電源３からヒータ４に流れる電流であるヒータ電流Ｉを制御する処理を実施する。
また、電力調整装置２はヒータ４の断線を検知するヒータ断線検知装置５を実装しており、ヒータ断線検知装置５がヒータ４の断線を検知すると、ヒータ４が断線している旨を示す断線警報を発生する処理を実施する。

図１では、ヒータ４の内部回路を示していないが、定格が同じＮ（Ｎは１以上の整数）本のヒータが並列に接続されているものとする。
ヒータ４は電流が流れることにより発熱して、温度制御対象物を加熱する部材である。
ただし、ヒータの種類は特に問わず、例えば、ランプヒータ、セラミックヒータ、純金属系ヒータなどの非線形特性が強いヒータなどが該当する。
ヒータ断線検知装置５はヒータ４の断線検知処理を実施し、ヒータ４内のいずれかのヒータが断線していていれば、ヒータが断線している旨を示す断線警報を発生する処理を実施する。

電力調整器１１は温度調節器１から出力された操作量に応じた開閉信号を開閉器１２に出力する処理を実施する。この開閉信号とはサイリスタへの点弧信号のように開信号のみで閉信号を伴わない信号も含めるものとする。
開閉器１２は例えばサイリスタなどから構成されており、電力調整器１１から出力される開閉信号にしたがって電流を導通させるスイッチとして作用する。
電流検出器１３は例えばカレントトランスなどから構成されており、ヒータ４に流れる電流であるヒータ電流Ｉを検出する。

ヒータ電流測定部２１は例えばＡＣ電源３の電源サイクル毎に、電流検出器１３の検出結果を収集してヒータ電流Ｉを測定する処理を実施する。なお、ヒータ電流測定部２１はヒータ電流測定手段を構成している。
ヒータ電圧測定部２２は例えばＡＣ電源３の電源サイクル毎に、ヒータ４の両端に印加されている電圧差を検出することで、ヒータ４に印加されている電圧であるヒータ電圧Ｖを測定する処理を実施する。なお、ヒータ電圧測定部２２はヒータ電圧測定手段を構成している。

安定度判別部２３は例えばＣＰＵを実装している半導体集積回路、あるいは、ワンチップマイコンなどから構成されており、ヒータ電流測定部２１により測定されたヒータ電流Ｉの変動量ΔＩ及びヒータ電圧測定部２２により測定されたヒータ電圧Ｖの変動量ΔＶを監視し、そのヒータ電流Ｉ及びヒータ電圧Ｖの変動量ΔＩ，ΔＶが継続して所定の範囲内に収まっていれば、そのヒータ電流Ｉ及びヒータ電圧Ｖが安定していると判断する処理を実施する。
即ち、安定度判別部２３はヒータ電流測定部２１により今回測定されたヒータ電流Ｉ_ｊと前回測定されたヒータ電流Ｉ_ｊ−１の差分ΔＩが所定の閾値ΔＩ_ｔｈ（所定値）以下であり、かつ、ヒータ電圧測定部２２により今回測定されたヒータ電圧Ｖ_ｊと前回測定されたヒータ電圧Ｖ_ｊ−１の差分ΔＶが所定の閾値ΔＶ_ｔｈ（所定値）以下であることが所定回数Ｃだけ連続していれば、ヒータ電流Ｉ及びヒータ電圧Ｖが安定していると判断する。
なお、安定度判別部２３は安定判別手段を構成している。

カウンタ特定部２４は例えばＣＰＵを実装している半導体集積回路、あるいは、ワンチップマイコンなどから構成されており、安定度判別部２３によりヒータ電流Ｉ及びヒータ電圧Ｖが安定していると判断された場合、ヒータ電流測定部２１により測定されたヒータ電流Ｉとヒータ電圧測定部２２により測定されたヒータ電圧Ｖに基づいて、ヒータの本数別のカウンタの中で、そのヒータ電圧Ｖ及びヒータ電流Ｉに対応するカウンタを特定し、そのカウンタのカウント値ｋをインクリメントする処理を実施する。なお、カウンタ特定部２４はカウンタ特定手段を構成している。

ヒータ本数別カウント記憶部２５はヒータの本数別のカウンタを実装している（ヒータ４において、Ｎ本のヒータが並列に接続されている場合には、Ｎ個のカウンタを実装している）。
本数別のカウンタのカウント値ｋは、初期段階では０であり、例えば、現在断線していないヒータの本数Ｂｃが９本である可能性が高いと判断できる場合、９本に対応するカウンタのカウント値ｋがインクリメントされる（どのように判断するかについては、後述する）。
なお、カウンタはカウンタ特定部２４の指示の下、カウント値をインクリメントすることができるものであればよく、例えば、電子的な回路で構成されているものでもよいし、バッファなどのメモリで構成されているものでもよい。

判定周期管理部２６は例えば周期カウンタなどから構成されており、ヒータの断線検知処理を実行する周期を管理し、ヒータの断線検知処理を実行するタイミングになると、検知実行指令をヒータ断線判定部２７に出力する処理を実施する。
ヒータ断線判定部２７は例えばＣＰＵを実装している半導体集積回路、あるいは、ワンチップマイコンなどから構成されており、判定周期管理部２６から検知実行指令を受けると、ヒータ本数別カウント記憶部２５により実装されているヒータの本数別のカウンタの中で、カウント値ｋが最大のカウンタＣ_ｍａｘを特定し、そのカウンタＣ_ｍａｘに対応するヒータの本数ｎを断線していないヒータの本数であると推定し、その推定したヒータの本数が、実装されているヒータの本数ｍよりも少ない場合、ヒータが断線していると判断する処理を実施する。
なお、判定周期管理部２６及びヒータ断線判定部２７からヒータ断線判断手段が構成されている。

警報発生部２８は例えば出力リレーやＬＥＤランプ等が実装されている表示器や、音声や警報音を出力するスピーカなどから構成されており、ヒータ断線判定部２７によりヒータの断線が判断された場合に、ヒータが断線している旨を示す断線警報を発生する処理を実施する。

図１の例では、ヒータ断線検知装置の構成要素であるヒータ電流測定部２１、ヒータ電圧測定部２２、安定度判別部２３、カウンタ特定部２４、ヒータ本数別カウント記憶部２５、判定周期管理部２６、ヒータ断線判定部２７及び警報発生部２８のそれぞれが専用のハードウェアで構成されているものを想定しているが、ヒータ断線検知装置がコンピュータで構成されていてもよい。
ヒータ断線検知装置がコンピュータで構成されている場合、ヒータ電流測定部２１、ヒータ電圧測定部２２、安定度判別部２３、カウンタ特定部２４、ヒータ本数別カウント記憶部２５、判定周期管理部２６、ヒータ断線判定部２７及び警報発生部２８の処理内容を記述しているプログラムをコンピュータのメモリに格納し、当該コンピュータのＣＰＵが当該メモリに格納されているプログラムを実行するようにすればよい。
図２はこの発明の実施の形態１によるヒータ断線検知装置の処理内容を示すフローチャートである。

次に動作について説明する。
ヒータ断線検知装置がヒータの断線検知処理を開始する前に、実装されているヒータの本数に対応するヒータ電流とヒータ電圧の対応関係を示す近似式が作成される。
この近似式は、実装されている全てのヒータが安定して作動している状態で測定されたヒータ電流とヒータ電圧に基づいて作成されるが、上述したように、ヒータ電流は、ヒータ電圧をステップ的に変化させると、ヒータ電圧の切換時に大きく変化し、時間の経過に伴って一定の値に安定する特性があるので、ヒータ電圧が切り換えられてから十分な時間が経過し、安定している状態で測定されたヒータ電流とヒータ電圧が用いられる。

ここで、図３はヒータの本数が２０本であるとき、安定度判断部２３で安定していると判断した時に測定されたヒータ電流とヒータ電圧の対応関係を示す説明図である。
また、図４は図３の一部を拡大している拡大図である。
図３及び図４では、ヒータ電流及びヒータ電圧の測定値を示す点が数多くプロットされており、プロットされている点の位置は、ヒータの抵抗値が温度変化に伴って変化する等の影響で、多少のバラツキがあるが、概ね１本の線の近傍に位置している。
この実施の形態１では、１本の線上にあるヒータ電流を「基準ヒータ電流」と称し、基準ヒータ電流×１．０２５〜基準ヒータ電流×０．９７５の範囲を安定作動範囲としている。
したがって、詳細は後述するが、ヒータ電流測定部２１により測定されたヒータ電流Ｉが安定作動範囲を逸脱している状態が所定割合を超えた場合、ヒータが断線していると判断される。
例えば、ヒータ電流測定部２１により測定されたヒータ電流Ｉが安定作動範囲を逸脱しており、１本のヒータが断線している場合の電流範囲（基準ヒータ電流×０．９７５〜基準ヒータ電流×０．９２５の範囲）内にある状態が所定割合を超えた場合、ヒータが１本断線していると判断される。

この実施の形態１では、１本の線上にある基準ヒータ電流とヒータ電圧の対応関係を示す近似式が作成される。
図５は近似式を作成する際に測定されたヒータ電流及びヒータ電圧（実験結果）と、そのヒータ電流及びヒータ電圧から作成された近似式などを示す説明図である。

以下、図２を参照しながら、ヒータ断線検知装置５によるヒータの断線検知処理を具体的に説明する。
温度調節器１は、ヒータ４の近傍に設置されている温度センサの測定値（ヒータ４の近傍の温度）を収集し、温度センサの測定値を温度設定値に一致させる操作量を電力調整装置２に出力する。
例えば、温度センサの測定値が温度設定値より低ければ、温度を上げるための制御信号に相当する操作量を電力調整装置２に出力し、温度センサの測定値が温度設定値より高ければ、温度を下げるための制御信号に相当する操作量を電力調整装置２に出力する。また、温度センサの測定値が温度設定値と一致していれば、温度を維持するための制御信号に相当する操作量を電力調整装置２に出力する。

ヒータ断線検知装置５のカウンタ特定部２４は、ヒータの断線検知処理を開始する際、ヒータ本数別カウント記憶部２５に実装されているヒータの本数別のカウンタのカウント値ｋを０に初期化する（ステップＳＴ１）。
また、安定度判別部２３は、安定判別用カウンタのカウント値Ｃｓを０に初期化する（ステップＳＴ１）。
また、判定周期管理部２６は、ヒータの断線検知処理を実行する周期を図るための周期カウンタのカウント値Ｃｄを０に初期化する（ステップＳＴ１）。

ヒータ断線検知装置５は、測定周期（測定タイミング）になると、後続の処理を実行し、後続の処理が終了すると、次の測定周期になるまで、後続処理の実行を待機する。
なお、「測定周期」は、例えば、電源の半サイクル周期の自然数倍の周期などが用いられ、後続処理を実行するタイミングは、電源電圧が０Ｖ（ゼロクロス点）になるタイミングとなる。

ヒータ断線検知装置５のヒータ電流測定部２１は、例えば、ＡＣ電源３の電源サイクル毎に、電流検出器１３の検出結果を収集してヒータ電流Ｉを測定し、そのヒータ電流Ｉの測定値を安定度判別部２３に出力する（ステップＳＴ３）。
ヒータ電圧測定部２２は、例えば、ＡＣ電源３の電源サイクル毎に、ヒータ４の両端に印加されている電圧差を測定することで、ヒータ４に印加されている電圧であるヒータ電圧Ｖを測定し、そのヒータ電圧Ｖの測定値を安定度判別部２３に出力する（ステップＳＴ４）。

安定度判別部２３は、ヒータ電流測定部２１からヒータ電流Ｉの測定値を受け、ヒータ電圧測定部２２からヒータ電圧Ｖの測定値を受けると、そのヒータ電流Ｉの変動量ΔＩとヒータ電圧Ｖの変動量ΔＶを監視し、そのヒータ電流Ｉ及びヒータ電圧Ｖの変動量ΔＩ，ΔＶが継続して所定の範囲内に収まっているか否かを判定することで、そのヒータ電流Ｉ及びヒータ電圧Ｖが安定しているか否かを判定する。
具体的には、以下のようにして、ヒータ電流Ｉ及びヒータ電圧Ｖが安定しているか否かを判定する。

安定度判別部２３は、ヒータ電流測定部２１により今回測定されたヒータ電流Ｉ_ｊと、前回測定されたヒータ電流Ｉ_ｊ−１との差分ΔＩを算出する（ステップＳＴ５）。
ΔＩ＝｜Ｉ_ｊ−Ｉ_ｊ−１｜ （１）
ただし、Ｉ_ｊはｊ番目の電源サイクルで測定されたヒータ電流であり、Ｉ_ｊ−１はｊ−１番目の電源サイクルで測定されたヒータ電流である。

また、安定度判別部２３は、ヒータ電圧測定部２２により今回測定されたヒータ電圧Ｖ_ｊと、前回測定されたヒータ電圧Ｖ_ｊ−１との差分ΔＶを算出する（ステップＳＴ５）。
ΔＶ＝｜Ｖ_ｊ−Ｖ_ｊ−１｜ （２）
ただし、Ｖ_ｊはｊ番目の電源サイクルで測定されたヒータ電圧であり、Ｖ_ｊ−１はｊ−１番目の電源サイクルで測定されたヒータ電圧である。

安定度判別部２３は、ヒータ電流Ｉの変動量を示す差分ΔＩと、ヒータ電圧Ｖの変動量を示す差分ΔＶとを算出すると、ヒータ電流Ｉの変動量を示す差分ΔＩと所定の閾値ΔＩ_ｔｈを比較するとともに、ヒータ電圧Ｖの変動量を示す差分ΔＶと所定の閾値ΔＶ_ｔｈを比較する。
安定度判別部２３は、差分ΔＩが閾値ΔＩ_ｔｈ以下であり、かつ、差分ΔＶが閾値ΔＶ_ｔｈ以下であれば（ステップＳＴ６）、ヒータ電流Ｉ及びヒータ電圧Ｖが安定している可能性があるため、安定判別用カウンタのカウント値Ｃｓをインクリメントする（ステップＳＴ７）。
安定度判別部２３は、差分ΔＩが閾値ΔＩ_ｔｈより大きい場合、あるいは、差分ΔＶが閾値ΔＶ_ｔｈより大きい場合（ステップＳＴ６）、ヒータ電流Ｉ及びヒータ電圧Ｖが安定しておらず、不安定であるため、安定判別用カウンタのカウント値Ｃｓをクリアして、カウント値Ｃｓを０に戻すようにする（ステップＳＴ８）。

安定度判別部２３は、安定判別用カウンタのカウント値Ｃｓと所定値Ｃを比較し、安定判別用カウンタのカウント値Ｃｓが所定値Ｃに到達していれば（ステップＳＴ９）、差分ΔＩ及び差分ΔＶがＣ回連続して閾値を下回っており、ヒータ電流Ｉ及びヒータ電圧Ｖが安定している可能性が高いので、ヒータ電流Ｉ及びヒータ電圧Ｖが安定していると判断する（ステップＳＴ１０）。

カウンタ特定部２４は、安定度判別部２３によりヒータ電流Ｉ及びヒータ電圧Ｖが安定していると判断された場合、ヒータ電流測定部２１により測定されたヒータ電流Ｉとヒータ電圧測定部２２により測定されたヒータ電圧Ｖに基づいて、ヒータの本数別のカウンタの中で、そのヒータ電圧Ｖ及びヒータ電流Ｉに対応するカウンタ（現在断線していないヒータの本数Ｂｃ）を特定する（ステップＳＴ１１）。
具体的には、以下のようにして、現在断線していないヒータの本数Ｂｃに対応するカウンタを特定する。

まず、カウンタ特定部２４は、ヒータ４の断線検知処理を開始する前に作成している近似式（実装されているヒータの本数に対応する近似式）に対して、ヒータ電圧測定部２２により測定されたヒータ電圧Ｖ（例えば、ヒータ４の断線検知処理を開始する前に、安定している状態で測定されたヒータ電圧）を代入して、基準ヒータ電流Ｉｂを算出する。
この基準ヒータ電流Ｉｂは、図３及び図４に示す安定作動範囲の中心に位置している１本の線上のヒータ電流である。
カウンタ特定部２４は、基準ヒータ電流Ｉｂを算出すると、例えば、下記の式（３）に示すように、その基準ヒータ電流Ｉｂと、実装されているヒータの本数ｍ（ヒータ４において、並列に接続されているヒータの本数）と、求めるヒータの本数ｎとから、ｎ本のヒータが安定に作動している場合に対応するヒータ電流Ｉ（ｎ）の電流範囲を算出する。

Ｉ_{ｕｐｐｅｒ}（ｎ）＝Ｉｂ×（ｎ＋０．５）／ｍ
Ｉ_{ｕｎｄｅｒ}（ｎ）＝Ｉｂ×（ｎ−０．５）／ｍ （３）
ただし、Ｉ_{ｕｐｐｅｒ}（ｎ）は求める本数ｎのヒータが安定に作動しているヒータ電流Ｉ（ｎ）の電流範囲（ｎ＝ｍである場合、実装されているヒータの本数ｍのヒータが安定に作動しているヒータ電流Ｉ（ｎ＝ｍ）の電流範囲）の上限を示し、Ｉ_{ｕｎｄｅｒ}（ｎ）はその下限を示している。
例えば、Ｉｂ＝１０Ａ、ｍ＝２０本、ｎ＝２０本であれば、実装されているヒータの本数ｍに対応するヒータ電流Ｉ（ｎ＝ｍ＝２０）の電流範囲は、下記のようになる。
Ｉ_{ｕｐｐｅｒ}（ｎ＝２０）＝１０×（２０＋０．５）／２０＝１０．２５Ａ
Ｉ_{ｕｎｄｅｒ}（ｎ＝２０）＝１０×（２０−０．５）／２０＝９．７５Ａ

カウンタ特定部２４は、実装されているヒータの本数ｍに対応する電流範囲を算出すると、ヒータ電流測定部２１により測定されたヒータ電流Ｉが、その算出した電流範囲に属しているか否かを判定する。
例えば、実装されているヒータの本数ｍに対応するヒータ電流Ｉ（ｎ＝ｍ）の電流範囲が９．７５Ａ〜１０．２５Ａであるとき、ヒータ電流測定部２１により測定されたヒータ電流Ｉが９．８８Ａであれば、そのヒータ電流Ｉが当該電流範囲に属していると判定するが、ヒータ電流測定部２１により測定されたヒータ電流Ｉが９．６２Ａであれば、そのヒータ電流Ｉが当該電流範囲に属していないと判定する。

カウンタ特定部２４は、ヒータ電流測定部２１により測定されたヒータ電流Ｉが、その算出した電流範囲に属していると判定すれば、実装されているヒータの本数ｍに対応するカウンタが、現在断線していないヒータの本数Ｂｃ（すなわち、Ｂｃ＝ｍ）に対応するカウンタであると特定する。

カウンタ特定部２４は、ヒータ電流測定部２１により測定されたヒータ電流Ｉが、その算出した電流範囲に属していないと判定すれば、上記の式（３）に示すように、基準ヒータ電流Ｉｂと、実装されているヒータの本数ｍと、実装されているヒータの本数ｍより少ない断線していないヒータの本数ｎ（ｎ＜ｍ）とから、この断線していないヒータの本数ｎが安定して作動しているときのヒータ電流Ｉ（ｎ（ｎ＜ｍ））の電流範囲を新たに算出する。
例えば、Ｉｂ＝１０Ａ、ｍ＝２０本、ｎ＝１９本であれば、ｎ＝１９本のヒータが安定して作動している電流範囲は、上述の式（３）を用いて、下記のように算出される。
Ｉ_{ｕｐｐｅｒ}（ｎ＝１９）＝１０×（１９＋０．５）／２０＝９．７５Ａ
Ｉ_{ｕｎｄｅｒ}（ｎ＝１９）＝１０×（１９−０．５）／２０＝９．２５Ａ

ここで、図６はヒータの本数別のヒータ電流Ｉの電流範囲の一例を示す説明図である。
図６の例では、実装されている１０本のヒータの本数のうち、安定して作動しているヒータの本数が１０本である場合のヒータ電流Ｉの電流範囲、安定して作動しているヒータの本数が９本である場合のヒータ電流Ｉの電流範囲、・・・、安定して作動しているヒータの本数が１本である場合のヒータ電流Ｉの電流範囲をそれぞれ表している。なお、図６においては、安定して作動しているヒータ本数ｎが０〜１０本の電流範囲を全て示しているが、本実施の形態においては、実装されている１０本が安定して作動している場合（すなわち、ｎ＝ｍの場合）の電流範囲をまず求め、測定されたヒータ電流がこの電流範囲に入らなかった場合に、実装されている本数よりも少ない本数の電流範囲を、必要に応じて順次求めるようにしている。このようにすると、設定する点数（データ）を抑制することができる点で好ましい。なお、メモリ等の容量に余裕がある場合には、複数または全ての電流範囲を求めておいてもよい。

カウンタ特定部２４は、本数ｍより少ない断線していないヒータの本数ｎ（例えば、ｎ＝ｍ−１）に対応する安定作動電流範囲を算出すると、ヒータ電流測定部２１により測定されたヒータ電流Ｉが、この算出した電流範囲に属しているか否かを判定する。
例えば、Ｉｂ＝１０Ａ、ｍ＝２０本、ｎ＝１９本のときのヒータ電流の安定作動電流範囲が９．２５Ａ〜９．７５Ａであるとき、ヒータ電流測定部２１により測定されたヒータ電流Ｉが９．５０Ａであれば、そのヒータ電流Ｉが当該電流範囲に属していると判定するが、ヒータ電流測定部２１により測定されたヒータ電流Ｉが９．１１Ａであれば、そのヒータ電流Ｉが当該電流範囲に属していないと判定する。

カウンタ特定部２４は、ヒータ電流測定部２１により測定されたヒータ電流Ｉが、その電流範囲に属していると判定すれば、本数ｍより少ない断線していないヒータの本数ｎに対応するカウンタが、現在断線していないヒータの本数Ｂｃに対応するカウンタであると特定する。
例えば、断線していないヒータの本数ｎがｍ−１本であれば、ｍ−１本に対応するカウンタが、現在断線していないヒータの本数Ｂｃに対応するカウンタであると特定する。

カウンタ特定部２４は、ヒータ電流測定部２１により測定されたヒータ電流Ｉが、先に算出した電流範囲に属していないと判定すれば、基準ヒータ電流Ｉｂと、実装されているヒータの本数ｍと、先に判定を行ったヒータ本数（例えば、ｍ−１）よりも更に少ない断線していないヒータの本数ｎ（例えば、ｎ＝ｍ−２）とから、この本数ｎ＝ｍ−２本のヒータが安定に作動しているヒータ電流Ｉ（ｎ＝ｍ−２）の電流範囲を更に算出し、ヒータ電流測定部２１により測定されたヒータ電流Ｉが、この電流範囲に属しているか否かを判定することで、現在断線していないヒータの本数Ｂｃに対応するカウンタを特定する。
即ち、カウンタ特定部２４は、ヒータ電流測定部２１により測定されたヒータ電流Ｉが算出したヒータ電流Ｉ（ｎ）の安定作動電流範囲に属するまで、本数ｍより少ない断線していないヒータの本数ｎを減じながら、本数ｎに対応するヒータ電流Ｉ（ｎ）の電流範囲の算出を繰り返す。そして、ヒータ電流Ｉの属する安定作動電流範囲の本数ｎに対応するカウンタを、現在断線していないヒータの本数Ｂｃに対応するカウンタであると特定する。なお、本実施の形態においては、ヒータの本数ｎを１本ずつ減じながら安定電流範囲を算出するようにしているが、必要に応じて減じる本数を変更してもよい。

カウンタ特定部２４は、現在断線していないヒータの本数Ｂｃに対応するカウンタを特定すると、ヒータ本数別カウント記憶部２５により実装されているヒータの本数別のカウンタの中で、本数Ｂｃに対応するカウンタのカウント値ｋをインクリメントする（ステップＳＴ１２）。
例えば、現在断線していないヒータの本数Ｂｃが１０本であれば、１０本に対応するカウンタのカウント値ｋをインクリメントし、現在断線していないヒータの本数Ｂｃが９本であれば、９本に対応するカウンタのカウント値ｋをインクリメントする。

判定周期管理部２６は、カウンタ特定部２４により本数Ｂｃに対応するカウンタのカウント値ｋがインクリメントされた場合、安定度判別部２３によりヒータ電流Ｉ及びヒータ電圧Ｖが安定していないと判断された場合、あるいは、安定判別用カウンタのカウント値Ｃｓが所定値Ｃに到達していない場合、周期カウンタのカウント値Ｃｄをインクリメントする（ステップＳＴ１３）。
このとき、周期カウンタのカウント値Ｃｄがヒータの断線検知処理を実行する周期を示す所定値Ｄに満たなければ、ステップＳＴ２の処理に戻り、ステップＳＴ３〜ＳＴ１３の処理が繰り返し実施される（ステップＳＴ１４）。

判定周期管理部２６は、周期カウンタのカウント値Ｃｄがヒータの断線検知処理を実行する周期を示す所定値Ｄに到達すると、ヒータの断線検知処理を実行するタイミングであると判断し、検知実行指令をヒータ断線判定部２７に出力する。
ヒータ断線判定部２７は、判定周期管理部２６から検知実行指令を受けると、ヒータ本数別カウント記憶部２５により実装されているヒータの本数別のカウンタの中で、カウント値ｋが最大のカウンタＣ_ｍａｘを特定する。

ヒータの本数別のカウンタの中で、カウント値ｋが最大のカウンタＣ_ｍａｘに対応するヒータの本数ｎは、断線していないヒータの本数を示している可能性が確率的に高いが、安定度判別部２３によりヒータ電流Ｉ及びヒータ電圧Ｖが安定していると判断されている割合が小さいような場合には（例えば、設定温度の変更が短時間で繰り返されるような場合には、安定していると判断される割合が小さくなる）、ヒータの断線検知処理の信頼性が低下するので、断線警報を発生しない方がよいと考えられる場合がある。

そこで、ヒータ断線判定部２７は、ヒータの本数別のカウンタのカウント値の総和Ｃ_{ｔｏｔａｌ}を算出し、そのカウント値の総和Ｃ_{ｔｏｔａｌ}を周期カウンタのカウント値Ｃｄ（所定の周期間におけるＡＣ電源３の電源サイクル数に相当）で除算し、その除算値（＝Ｃ_{ｔｏｔａｌ}／Ｃｄ）が所定値Ｒ以下であるか否かを判定する（ステップＳＴ１５）。
ヒータ断線判定部２７は、その除算値（＝Ｃ_{ｔｏｔａｌ}／Ｃｄ）が所定値Ｒ以下である場合、ヒータの断線検知処理の信頼性が低いため、断線警報の発生を行わず、ヒータの断線検知が不能である旨を示す判断不能警報の発生を警報発生部２８に指示する。
これにより、警報発生部２８は、ヒータの断線検知が不能である旨を示す判断不能警報を発生する（ステップＳＴ１６）。

ヒータ断線判定部２７は、その除算値（＝Ｃ_{ｔｏｔａｌ}／Ｃｄ）が所定値Ｒを上回っていれば、先に特定したカウント値ｋが最大のカウンタＣ_ｍａｘに対応するヒータの本数ｎが、現在断線していないヒータの本数であるとして（ステップＳＴ１７）、カウント値ｋが最大のカウンタＣ_ｍａｘに対応するヒータの本数ｎと実装されているヒータの本数ｍを比較する。
ヒータ断線判定部２７は、カウント値ｋが最大のカウンタＣ_ｍａｘに対応するヒータの本数ｎと実装されているヒータの本数ｍが同数であれば（ステップＳＴ１８）、現在断線しているヒータはないと判断し、断線警報の発生を行わない。
カウント値ｋが最大のカウンタＣ_ｍａｘに対応するヒータの本数ｎが、実装されているヒータの本数ｍより少なければ（ステップＳＴ１８）、ヒータが断線していると判断して、ヒータが断線している旨を示す断線警報の発生を警報発生部２８に指示する。
これにより、警報発生部２８は、ヒータが断線している旨を示す断線警報を発生する（ステップＳＴ１９）。

以上で明らかなように、この実施の形態１によれば、ヒータ電流測定部２１により測定されたヒータ電流Ｉの変動量ΔＩ及びヒータ電圧測定部２２により測定されたヒータ電圧Ｖの変動量ΔＶを監視し、そのヒータ電流Ｉ及びヒータ電圧Ｖの変動量ΔＩ，ΔＶが継続して所定の範囲内に収まっていれば、そのヒータ電流Ｉ及びヒータ電圧Ｖが安定していると判断する安定判別手部２３と、安定判別部２３により安定していると判断された場合、ヒータ電流測定部２１により測定されたヒータ電流Ｉとヒータ電圧測定部２２により測定されたヒータ電圧Ｖに基づいて、ヒータの本数別のカウンタの中で、そのヒータ電圧Ｖ及びヒータ電流Ｉに対応するカウンタを特定し、そのカウンタのカウント値ｋをインクリメントするカウンタ特定部２４と、ヒータの本数別のカウンタの中で、カウント値ｋが最大のカウンタＣ_ｍａｘを特定し、そのカウンタＣ_ｍａｘに対応するヒータの本数ｎを断線していないヒータの本数であると推定し、その推定したヒータの本数が、実装されているヒータの本数ｍより少ない場合、ヒータが断線していると判断するヒータ断線判定部２７とを設け、警報発生部２８が、ヒータ断線判定部２７によりヒータの断線が判断された場合に、ヒータが断線している旨を示す断線警報を発生するように構成したので、ヒータの断線を正確に判別して、断線の発生時には、速やかに断線警報を発生することができる効果を奏する。

即ち、この実施の形態１によれば、安定度判別部２３が、ヒータ電流測定部２１により今回測定されたヒータ電流Ｉ_ｊと前回測定されたヒータ電流Ｉ_ｊ−１の差分ΔＩが所定の閾値ΔＩ_ｔｈ以下であり、かつ、ヒータ電圧測定部２２により今回測定されたヒータ電圧Ｖ_ｊと前回測定されたヒータ電圧Ｖ_ｊ−１の差分ΔＶが所定の閾値ΔＶ_ｔｈ以下であることが所定回数Ｃだけ連続していれば、ヒータ電流Ｉ及びヒータ電圧Ｖが安定していると判断するように構成したので、安定しない状態で測定されたヒータ電流Ｉ及びヒータ電圧Ｖを除外して、ヒータの断線を判別することができるようになり、ヒータ断線の誤検知が発生する確率を低減することができる効果を奏する。

また、この実施の形態１によれば、カウンタ特定部２４が、安定度判別部２３により安定していると判断された状態で測定されたヒータ電圧Ｖを近似式に代入して基準ヒータ電流Ｉｂを算出するとともに、その基準ヒータ電流Ｉｂ、実装されているヒータの本数ｍ及び断線していないヒータの本数ｎに基づいて、断線していないヒータの本数ｎに対応するヒータ電流Ｉの電流範囲を算出し、ヒータ電流測定部２１により測定されたヒータ電流Ｉが前記電流範囲に属している状態が所定割合を超えた場合、断線していないヒータの本数ｎに対応するカウンタが、現在断線していないヒータの本数Ｂｃに対応するカウンタであると特定するように構成したので、現在断線していないヒータの本数Ｂｃに対応するカウンタの特定精度を高めることができる効果を奏する。
すなわち、従来においては、ある時点の電圧と電流の関係による断線判断が「所定回数連続」からヒータの断線を判断していたが、この実施の形態１によれば、各時点の断線判断結果を集計した結果に基づき、非断線判断と断線判断の「多い／少ない」からヒータの断線を判断する。この実施の形態１によれば、ヒータの使用状態によってヒータ電流の測定値が基準ヒータ電流と大きく異なることが散発的に発生した場合（すなわち、ヒータが断線していないが安定作動していない場合）であっても、誤判断を回避して安定したヒータ断線判断処理を行うことが可能になる。

さらに、この実施の形態１によれば、カウント値ｋが最大のカウンタＣ_ｍａｘに対応するヒータの本数ｎが、実装されているヒータの本数ｍより少ない場合でも、ヒータ断線判定部２７が、ヒータの本数別のカウンタのカウント値の総和Ｃ_{ｔｏｔａｌ}を算出し、そのカウント値の総和Ｃ_{ｔｏｔａｌ}を周期カウンタのカウント値Ｃｄ（所定の周期間におけるＡＣ電源３の電源サイクル数に相当）で除算し、その除算値（＝Ｃ_{ｔｏｔａｌ}／Ｃｄ）が所定値Ｒ以下であれば、ヒータの断線判断を行わないように構成したので、ヒータの断線検知処理の信頼性が低い状態での断線警報の発生を回避することができる効果を奏する。
また、このとき、ヒータの断線検知が不能である旨を示す判断不能警報を発生することで、ヒータの断線検知処理の信頼性が低いため断線警報が発生されなくても、ヒータの断線が発生している可能性がある旨をユーザに知らせることができる効果も奏する。
なお、この実施の形態１によれば、ヒータの断線を誤検知する可能性が飛躍的に低減するため、従来のヒータ断線検知装置よりも、並列に接続するヒータの本数を増やすことが可能になる。

実施の形態２．
上記実施の形態１では、除算値（＝Ｃ_{ｔｏｔａｌ}／Ｃｄ）が所定値Ｒを上回っていれば、カウント値ｋが最大のカウンタＣ_ｍａｘに対応するヒータの本数ｎが、実装されているヒータの本数ｍより少ない場合、ヒータが断線している旨を示す断線警報を発生するものを示したが、ヒータの本数別のカウンタのカウント値ｋの間で、あまり大きな差異がない場合、測定値が広範囲にプロットされており、統計的な信頼性が低いと考えられる。
そこで、この実施の形態２では、ヒータの本数別のカウンタのカウント値ｋの間で、あまり大きな差異がない場合、断線警報の発生を行わず、ヒータの断線検知が不能である旨を示す判断不能警報を発生するようにする。
具体的には、以下の通りである。

まず、ヒータ断線判定部２７は、判定周期管理部２６から検知実行指令を受けると、上記実施の形態１と同様に、ヒータ本数別カウント記憶部２５により実装されているヒータの本数別のカウンタの中で、カウント値ｋが最大のカウンタＣ_ｍａｘを特定する。
また、ヒータ断線判定部２７は、上記実施の形態１と同様に、ヒータの本数別のカウンタのカウント値ｋの総和Ｃ_{ｔｏｔａｌ}を算出する。

ヒータ断線判定部２７は、カウント値の総和Ｃ_{ｔｏｔａｌ}を算出すると、そのカウント値の総和Ｃ_{ｔｏｔａｌ}に対する最大のカウンタＣ_ｍａｘのカウント値ｋの割合ｋ／Ｃ_{ｔｏｔａｌ}を算出する。
ヒータ断線判定部２７は、割合ｋ／Ｃ_{ｔｏｔａｌ}が所定値より高ければ、カウンタ特定部２４の推定結果が分散しておらず、統計的な信頼性が高いと考えられるので、カウント値ｋが最大のカウンタＣ_ｍａｘに対応するヒータの本数ｎが、実装されているヒータの本数ｍより少なければ、ヒータが断線している旨を示す断線警報の発生を警報発生部２８に指示する。
一方、割合ｋ／Ｃ_{ｔｏｔａｌ}が所定値以下であれば、カウンタ特定部２４の推定結果が分散しており、統計的な信頼性が低いと考えられるので、カウント値ｋが最大のカウンタＣ_ｍａｘに対応するヒータの本数ｎが、実装されているヒータの本数ｍより少ない場合でも、ヒータが断線している旨を示す断線警報の発生を行わず、ヒータの断線検知が不能である旨を示す判断不能警報の発生を警報発生部２８に指示する。

以上で明らかなように、この実施の形態２によれば、カウント値ｋが最大のカウンタＣ_ｍａｘに対応するヒータの本数ｎが、実装されているヒータの本数ｍより少ない場合でも、ヒータの本数別のカウンタのカウント値の総和Ｃ_{ｔｏｔａｌ}を算出し、そのカウント値の総和Ｃ_{ｔｏｔａｌ}に対する最大のカウンタＣ_ｍａｘのカウント値ｋの割合ｋ／Ｃ_{ｔｏｔａｌ}が所定値以下であれば、ヒータが断線している旨を示す断線警報を発生しないように構成したので、ヒータの断線検知処理の信頼性が低い状態での断線警報の発生を回避することができる効果を奏する。
また、このとき、ヒータの断線検知が不能である旨を示す判断不能警報を発生することで、ヒータの断線検知処理の信頼性が低いため断線警報が発生されなくても、ヒータの断線が発生している可能性がある旨をユーザに知らせることができる効果も奏する。

実施の形態３．
上記実施の形態１，２では、カウント値ｋが最大のカウンタＣ_ｍａｘに対応するヒータの本数ｎが、実装されているヒータの本数ｍより少ない場合、ヒータが断線している旨を示す断線警報を発生するものを示したが、ヒータの本数別のカウンタの中で、カウント値ｋが最大のカウンタＣ_ｍａｘが所定回数（例えば、３回、５回）連続して同じであることを条件に、ヒータ断線判定部２７が、ヒータが断線していると判断して、警報発生部２８が、ヒータが断線している旨を示す断線警報を発生するようにしてもよい。
この場合、例えば、所定回数がＮ回であれば、ヒータの断線検知処理を実行する周期×Ｎの間、カウント値ｋが最大のカウンタＣ_ｍａｘが同じカウンタである必要が生じるため、ヒータ断線が発生してから警報を発生させるまでの時間が長くなるが、ヒータの断線検知精度を高めることができる効果を奏する。

実施の形態４．
上記実施の形態１〜３では、カウント値ｋが最大のカウンタＣ_ｍａｘに対応するヒータの本数ｎが、実装されているヒータの本数ｍより少ない場合、ヒータが断線している旨を示す断線警報を発生するものを示したが、ヒータ断線判定部２７が、ヒータが断線していると判断すると、カウント値ｋが最大のカウンタＣ_ｍａｘに対応するヒータの本数ｎと、実装されているヒータの本数ｍとの差分（ｍ−ｎ）を警報発生部２８に出力し、警報発生部２８が、ヒータ断線判定部２７から出力された差分を断線警報として出力するようにしてもよい。
この差分は、断線しているヒータの本数に相当するので、ユーザが単にヒータが断線しているという事実を認識するだけでなく、断線しているヒータの本数を認識することができる効果を奏する。

１ 温度調節器、２ 電力調整装置、３ ＡＣ電源、４ ヒータ、５ ヒータ断線検知装置、１１ 電力調整器、１２ 開閉器、１３ 電流検出器、２１ ヒータ電流測定部（ヒータ電流測定手段）、２２ ヒータ電圧測定部（ヒータ電圧測定手段）、２３ 安定度判別部（安定判別手段）、２４ カウンタ特定部（ヒータ本数推定手段）、２５ ヒータ本数別カウント記憶部、２６ 判定周期管理部（ヒータ断線判断手段）、２７ ヒータ断線判定部（ヒータ断線判断手段）、２８ 警報発生部（警報発生手段）。

Claims (11)

1. ヒータに流れている電流であるヒータ電流を所定時間間隔又は所定時間にわたって測定するヒータ電流測定手段と、
   前記ヒータに印加されている電圧であるヒータ電圧を所定時間間隔又は所定時間にわたって測定するヒータ電圧測定手段と、
   前記ヒータ電流測定手段により測定されたヒータ電流の変動量及び前記ヒータ電圧測定手段により測定されたヒータ電圧の変動量を監視して、前記ヒータ電流及び前記ヒータ電圧の変動量が継続して所定の範囲内に収まっていれば、前記ヒータ電流及び前記ヒータ電圧が安定していると判断する安定判別手段と、
   前記安定判別手段により安定していると判断された場合、前記ヒータ電流測定手段により測定されたヒータ電流と前記ヒータ電圧測定手段により測定されたヒータ電圧に基づいて、ヒータの本数別のカウンタの中で、前記測定されたヒータ電圧及び前記測定されたヒータ電流に対応するカウンタを特定し、そのカウンタのカウント値をインクリメントするカウンタ特定手段と、
   ヒータの本数別のカウンタの中で、カウント値が最大のカウンタを特定し、前記カウンタに対応するヒータの本数を断線していないヒータの本数であると推定し、前記推定したヒータの本数が、実装されているヒータの本数よりも少ない場合、ヒータが断線していると判断するヒータ断線判断手段と、
   前記ヒータ断線判断手段が前記ヒータの断線を判断した場合に、ヒータが断線している旨を示す断線警報を発生する警報発生手段と
   を備えたヒータ断線検知装置。
2. 前記安定判別手段は、前記ヒータ電流測定手段により今回測定されたヒータ電流と前回測定されたヒータ電流の差分が所定値以下であり、かつ、前記ヒータ電圧測定手段により今回測定されたヒータ電圧と前回測定されたヒータ電圧の差分が所定値以下であることが所定回数連続していた場合、前記ヒータ電流及び前記ヒータ電圧が安定していると判断することを特徴とする請求項１記載のヒータ断線検知装置。
3. 前記カウンタ特定手段は、
   実装されている全てのヒータが安定して作動している状態で予め測定されたヒータ電流とヒータ電圧の測定結果に基づいて、実装されているヒータの本数に対応するヒータ電流とヒータ電圧の対応関係を示す近似式を作成しておき、
   前記安定判別手段により安定していると判断された状態で測定されたヒータ電圧を前記近似式に代入して基準のヒータ電流を算出するとともに、前記基準のヒータ電流と実装されているヒータの本数に基づいて、実装されているヒータの本数に対応するヒータ電流の電流範囲を算出し、
   前記ヒータ電流測定手段により測定されたヒータ電流が前記電流範囲に属していれば、実装されているヒータの本数に対応するカウンタが、現在断線していないヒータの本数に対応するカウンタであると特定することを特徴とする請求項１または請求項２記載のヒータ断線検知装置。
4. 前記カウンタ特定手段は、
   前記ヒータ電流測定手段により測定されたヒータ電流が前記電流範囲に属していなければ、実装されているヒータの本数より少ないヒータの本数、前記基準のヒータ電流及び実装されているヒータの本数に基づいて、前記少ないヒータの本数に対応するヒータ電流の電流範囲を算出し、
   前記ヒータ電流測定手段により測定されたヒータ電流が当該電流範囲に属していれば、前記少ないヒータの本数に対応するカウンタが、現在断線していないヒータの本数に対応するカウンタであると特定することを特徴とする請求項３記載のヒータ断線検知装置。
5. 前記カウンタ特定手段は、基準となるヒータ電流がＩｂ、実装されているヒータの本数がｍ、求めるヒータの本数がｎである場合、本数ｎに対応するヒータ電流の電流範囲の上限をＩ_{ｕｐｐｅｒ}（ｎ）、本数ｎに対応するヒータ電流の電流範囲の下限をＩ_{ｕｎｄｅｒ}（ｎ）として算出することを特徴とする請求項４記載のヒータ断線検知装置。
   Ｉ_{ｕｐｐｅｒ}（ｎ）＝Ｉｂ×（ｎ＋０．５）／ｍ
   Ｉ_{ｕｎｄｅｒ}（ｎ）＝Ｉｂ×（ｎ−０．５）／ｍ
6. 前記ヒータ断線判断手段は、カウント値が最大のカウンタに対応するヒータの本数が、実装されているヒータの本数より少ない場合でも、ヒータの本数別のカウンタのカウント値の総和を算出し、前記カウント値の総和を電源サイクル毎にインクリメントされるカウント値で除算した値が所定値以下であれば、ヒータの断線判断を行わないことを特徴とする請求項１から請求項５のうちのいずれか１項記載のヒータ断線検知装置。
7. 前記ヒータ断線判断手段は、カウント値が最大のカウンタに対応するヒータの本数が、実装されているヒータの本数より少ない場合でも、ヒータの本数別のカウンタのカウント値の総和を算出し、前記カウント値の総和に対する最大のカウント値の割合が所定値以下であれば、ヒータの断線判断を行わないことを特徴とする請求項１から請求項５のうちのいずれか１項記載のヒータ断線検知装置。
8. 前記ヒータ断線判断手段は、カウント値が最大のカウンタに対応するヒータの本数が、実装されているヒータの本数より少ない場合、ヒータの本数別のカウンタの中で、カウント値が最大のカウンタが所定回数連続して同じであることを条件に、ヒータが断線していると判断することを特徴とする請求項１から請求項５のうちのいずれか１項記載のヒータ断線検知装置。
9. 前記ヒータ断線判断手段は、ヒータが断線していると判断すると、カウント値が最大のカウンタに対応するヒータの本数と、実装されているヒータの本数との差分を出力し、
   前記警報発生手段は、前記ヒータ断線判断手段から出力された差分を断線警報として出力することを特徴とする請求項１から請求項８のうちのいずれか１項記載のヒータ断線検知装置。
10. 温度調節器の操作量に応じてヒータに流れる電流を制御する電力調整器を備えた電力調整装置において、請求項１から請求項９のうちのいずれか１項記載のヒータ断線検知装置を実装していることを特徴とする電力調整装置。
11. ヒータ電流測定手段がヒータに流れている電流であるヒータ電流を所定時間間隔又は所定時間にわたって測定するヒータ電流測定処理ステップと、
    ヒータ電圧測定手段が前記ヒータに印加されている電圧であるヒータ電圧を所定時間間隔又は所定時間にわたって測定するヒータ電圧測定処理ステップと、
    安定判別手段が前記ヒータ電流測定処理ステップで測定されたヒータ電流の変動量及び前記ヒータ電圧測定処理ステップで測定されたヒータ電圧の変動量を監視し、前記ヒータ電流及び前記ヒータ電圧の変動量が継続して所定の範囲内に収まっていれば、前記ヒータ電流及び前記ヒータ電圧が安定していると判断する安定判別処理ステップと、
    前記安定判別処理ステップで安定していると判断された場合、カウンタ特定手段が、前記ヒータ電流測定処理ステップで測定されたヒータ電流と前記ヒータ電圧測定処理ステップで測定されたヒータ電圧に基づいて、ヒータの本数別のカウンタの中で、前記測定されたヒータ電圧及び前記測定されたヒータ電流に対応するカウンタを特定し、そのカウンタのカウント値をインクリメントするカウンタ特定処理ステップと、
    ヒータ断線判断手段が、ヒータの本数別のカウンタの中でカウント値が最大のカウンタを特定し、前記カウンタに対応するヒータの本数を断線していないヒータの本数であると推定し、前記推定したヒータの本数が実装されているヒータの本数より少ない場合、ヒータが断線していると判断するヒータ断線判断処理ステップと、
    前記ヒータ断線判断処理ステップで前記ヒータの断線が判断された場合に、警報発生手段が、ヒータが断線している旨を示す断線警報を発生する警報発生処理ステップと
    を備えたヒータ断線検知方法。

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