JP6773813B2 - 熱制御回路診断を有するパーソナル消費者製品及びその方法 - Google Patents

Description

本開示は、電気的に駆動されるエネルギー放出素子を有するパーソナル消費者製品を提供する。

電気的に駆動される加熱特徴部を有する製品が普及している。このような製品は、自動車、家、及びオフィスで見出すことができる。このようなヒータの多くは、要求又は予め設定された目標温度に迅速に到達するが、その温度を大きく超えないことが必要である。加熱装置が、特にパーソナル消費者製品に対して安全であることが一般に期待される。

必要レベルの安全性及び性能を実現する試みにおいて様々な方法が現在利用されている。例えば、多数の台所器具、例えばやかん、調理板、アイロン、及びコーヒーメーカーは、熱ヒューズ又は回路遮断器を使用する。比較的大きなサイズのために、熱ヒューズ又は回路遮断器は、典型的には、製品の所望の形状因子から外れることなく、これらの電気部品を収容するのに十分な大きさの製品に使用される。

加熱装置の安全性を高めるための別のアプローチは、温度調節のための制御回路を使用することであり、制御回路は、温度センサからの入力を使用する。しかし、制御回路及び／又は温度センサの故障の場合には、加熱要素は過剰な加熱を不所望に受ける場合がある。加熱装置の安全性を高めるための更に別のアプローチは、正の温度特性を有する自己制限加熱素子の使用を介して発生熱を制御することである。正の温度特性は「ＰＴＣ」と呼ばれる場合があり、温度が上昇すると電気抵抗が上昇する。これにより、ＰＴＣは、定電圧源（例えば、電池）によって駆動されると、温度はある値で安定するため、一定の温度に自己制限される。これは、供給電力（Ｐ＝Ｖ^２／Ｒ）が、放熱された電力と釣り合うまで、昇温に伴って減少するからである。この技術を、例えば、加熱されたカーミラー、特定のヘアスタイラ、及び他の家庭用電気器具に対して用いることができる。しかし、たとえＰＴＣベースの装置が自己制限されていても、定常状態温度に近づくに従ってＰＴＣ素子への電力供給が遅くなるため、定常状態温度に達するまでの時間が不必要に比較的長くなる可能性がある。

したがって、これらの問題のうちの１つ以上に対処する加熱特徴を有する製品を提供することが有利であろう。実際、使用するための所望の形状因子を維持しながら所望の時間内に十分な加熱レベルを提供するパーソナル消費者製品を提供することが有利であろう。過熱を防止する回路を有するパーソナル消費者製品を提供することも有利であろう。パーソナル消費者製品のハードウェア及びソフトウェアの動作を試験する診断ルーチンを提供することも更に有利であろう。

本開示は、一実施形態では、電源と、複数のポートを含む１の制御ユニットと、電源と選択的に電気通信をするエネルギー放出素子と、を備えるパーソナル消費者製品によって、前述のニーズを満たす。複数のセンサが、エネルギー放出素子の温度を検知するために配置される。複数のセンサはそれぞれ、第１の制御ユニットの対応するポートと電気通信する。パーソナル消費者製品は、エネルギー放出素子を電源から電気的に分離するために導通状態と非導通状態との間で切り換え可能な複数のスイッチング素子を更に備える。第１の制御ユニットは、導通状態と非導通状態との間で複数のスイッチング素子それぞれのスイッチング機能を試験することと、複数のセンサそれぞれの温度検知機能を試験することと、のうちの１つ以上を含む、診断ルーチンを実行する。

本開示の上述の特徴及び利点並びに他の特徴及び利点、またそれらを実現する方法は、本開示の非限定的実施形態の以下の説明を、添付図面と併せて参照することによって、より明白となり、本開示自体が、より良好に理解されるであろう。
加熱素子を有するパーソナル消費者製品例を示す図である。 図１に示す加熱素子の分解組立図である。 電源と選択的に電気通信するエネルギー放出素子を有するパーソナル消費者製品例を示すブロック図である。 消費者製品例に対する回路図である。 第１のスイッチング素子の分離を調べる試験と、ポートと接地との間の電気的短絡の不在を調べる試験とを概略的に示す、図４の回路図の一部である。 第２のスイッチング素子の分離を調べる試験と、第１のスイッチング素子とポートとの回路に対する接続を調べる試験を概略的に示す、図４の回路図の一部である。 単安定マルチバイブレータの試験を概略的に示す、図４の回路図の一部、である。 単安定マルチバイブレータの試験を概略的に示す、図４の回路図の一部、である。 第１の熱センサと第２の熱センサとの制御ユニットに対する接続を調べる試験と、動作条件での第１の熱センサ及び第２の熱センサの正確な抵抗を調べる試験とを概略的に示す、図４の回路図の一部である。 測定回路の接続を調べる試験を概略的に示す、図４の回路図の一部である。 種々のポート間の電気的短絡及びポートと高電源電圧ＶＣＣとの間の電気的短絡の不在を調べる試験、並びに第２の熱センサのもっともらしい温度測定を調べる試験を概略的に示す、図４の回路図の一部である。 種々のポート間の電気的短絡及びポートと高電源電圧ＶＣＣとの間の電気的短絡の不在を調べる試験、並びに第１の熱センサのもっともらしい温度測定を調べる試験を概略的に示す、図４の回路図の一部である。 種々のポート間の回路における接地に対するわずかな電気的短絡の不在を調べる試験を概略的に示す、図４の回路図の一部である。 ポートＰ８とＰ５との間又はＰ３とＰ５との間それぞれの回路における接地に対するわずかな電気的短絡の不在を調べる試験を概略的に示す、図４の回路図の一部である。 種々のポート間の高電源電圧に対するわずかな電気的短絡の不在を調べる試験を概略的に示す、図４の回路図の一部である。 図９〜１５に示す試験の代替例を示す図である。 図９〜１５に示す試験の代替例を示す図である。 図９〜１５に示す試験の代替例を示す図である。 別のパーソナル消費者製品例の回路図である。

特に定義されない限り、本明細書で使用されている全ての技術的用語及び科学的用語は、本発明が属する分野の当業者に共通に理解されるものと同じ意味を有している。本明細書に記載されているものと同様又は同等の方法及び材料を、本発明を実施又は試験するために使用することが可能であるが、好適な方法及び材料を以下に記載する。本明細書で言及される全ての刊行物、特許出願、特許、及び他の参考文献は、参照することによりそれらの全体が本明細書に組み込まれる。不一致である場合、定義を含め本明細書が適用される。加えて、材料、方法、及び例は、単に例示的なものであり、限定を意図したものではない。

本発明の他の特徴及び利点は、以下の詳細な説明及び特許請求の範囲から明らかとなるであろう。

本開示によって、１つ以上の熱制御回路により制御されるエネルギー放出素子を有するパーソナル消費者製品が提供される。次に、パーソナル消費者製品の機能、デザイン、及び動作の原理についての総合的な理解を得るために、本開示の種々の非限定的実施形態について説明する。これらの非限定的実施形態の１つ以上の例を添付の図面に示す。当業者であれば、本明細書で説明され、かつ添付図面に示される方法が非限定的実施形態例であり、本開示の様々な非限定的実施形態の範囲は、特許請求の範囲によってのみ定義されることが理解されるであろう。ある非限定的実施形態に関連して示されるか又は述べられる特徴は、他の非限定的実施形態の特徴と組み合わせてもよい。そのような修正及び変形は、本開示の範囲内に含まれるものとする。

ここで図１を参照して、本開示の１つの非限定的実施形態に従って、加熱要素を有するパーソナル消費者製品例１００を示す。パーソナル消費者製品１００をウェットシェービングかみそりとして示しているが、このような描写は単に例示的な目的のためである。パーソナル消費者製品の他の例には、制限なく、脱毛器、又は他の理髪及び／又は脱毛用の家庭用デバイス、歯ブラシ、レーザ脱毛装置等を含んでもよい。更に、加熱素子１１０を示しているが、他の実施形態においてパーソナル消費者製品は、付加的に又は代替的に、他の種類のエネルギー放出素子を含んでいてもよい。エネルギー放出素子例として、発光ダイオード（ＬＥＤ）、レーザ、振動又は揺動コンポーネントなどを挙げることができる。

特定の実施形態では、パーソナル消費者製品１００は、柄１０２に装着されたシェービングカミソリカートリッジ１０４を備えていてもよい。シェービングカミソリカートリッジ１０４は、全体的な望ましいコスト及び性能に応じて柄１０２に固定的又は枢動可能に装着してもよい。シェービングカミソリカートリッジ１０４は、柄１０２に恒久的に取り付けてもよいし又は取り外し可能に装着してもよい。シェービングカミソリカートリッジ１０４は、１つ以上の刃１０６が取り付けられたハウジング１０８を有していてもよい。柄１０２は、加熱素子１１０に電力を供給する電源（図示せず）を保持してもよい。本開示による多くのパーソナル消費者製品は電池駆動型であってもよく、いくつかは、パーソナル消費者製品を使用していない間に再充電してもよい再充電可能な電池を用いている。

加熱素子１１０は、アルミニウム又は鋼などの金属を含んでいてもよい。特定の実施形態において、加熱素子１１０は、金属スキンプレートと導電性トラックを担持するセラミックバーとの複合体であってもよく、センサ及び接続端子は、柔軟な導電性バンド１１２を介して加熱素子１１０を１つ以上の熱制御回路（すなわち主要回路と冗長回路）に電気的に接続するために、制御回路の一部である。以下でより詳細に記載するように、１つ以上の熱制御回路は、加熱素子１１０を通る電流の流れを、特定の事象（例えば、過度温度の事象）の検出に基づいて調整してもよい。電源の電気エネルギーの加熱素子１１０の熱エネルギーへの変換は、抵抗層をセラミック基板の表面に、例えば厚膜技術を用いてプリントすることによって容易にしてもよい。加熱素子１１０は、剃毛体験を改善するために、剃毛ストローク中に消費者の皮膚に熱を送達する皮膚接触面１１８を備えてもよい。加熱素子１１０は、シェービングカミソリカートリッジ１０４に又は柄１０２の一部に装着してもよい。異なるタイプのエネルギー放出素子を代替的又は追加的に利用する実施形態では、電源の電気エネルギーを他の技術を用いて熱エネルギーに変換してもよく、そのような熱エネルギーは、例えば、光生成の副生成物又は機械振動の副生成物である。いずれの場合も、本明細書に記載の熱制御回路は、過剰な熱事象を重複して検出し、エネルギー放出素子を電源から応答可能に分離してエネルギー放出素子の冷却を可能にしてもよい。

図２を参照して、図１に示す加熱素子１１０の１つの可能な実施形態の分解組立図を示す。加熱素子１１０は、皮膚接触面１１８（図１）と反対側の下面１３４を有していてもよい。外周壁１３６は下面１３４を画定することができる。１つ以上の脚部１３８が、外周壁１３６から、下面１３４を横断して、かつ下面１３４から離れる方向に延びてもよい。例えば、図２は、外周壁１３６から延びる４つの脚部１３８を示している。脚部１３８は、組立プロセス中に加熱素子１１０の設置及び固定を容易にすることができる。外周壁１３６内に絶縁部材１４０が位置してもよい。特定の実施形態では、絶縁部材１４０は、セラミック、又は高い熱伝導性及び／若しくは優れた電気絶縁特性を有する他の材料を含んでいてもよい。絶縁部材１４０は、加熱素子の下面１３４に面する第１の表面（図示せず）と、第１の表面と反対側の第２の表面１４４とを有していてもよい。外周壁１３６は、絶縁部材１４０の収容及び設置に役立つことができる。特定の実施形態では、絶縁部材１４０は、当業者に概ね既知の様々な結合手法によって下面１３４に固定することができる。外周壁１３６は、連続していてもよいし又は分割されていて（例えば、複数の脚部又はキャスタレーションであって）もよいことが理解される。

絶縁部材１４０の第２の表面１４４は、絶縁部材１４０の外周の周りを延びる加熱トラック１４６を備えていてもよい。第１の電気回路トラック１４８はまた、第２の表面１４４の外周の周りに延びてもよい。特定の実施形態では、第１の電気回路トラック１４８は、加熱トラック１４６によって画定される境界内部に位置していてもよい。第１の電気回路トラック１４８は、加熱トラック１４６から離間してもよい。第１の電気回路トラック１４８は、絶縁部材１４０の第２の表面１４４の対向する横端部（例えば、左右側）に位置する一対の熱センサ１５０及び１５２を備えていてもよい。特定の実施形態では、熱センサ１５０及び１５２は、ＮＴＣ型熱センサ（負の温度係数）であってもよい。第１の電気回路トラック１４８と熱センサ１５０及び１５２とは、第１の電気回路トラック１４８の過剰な熱事象を検出するのに役立つ第１の熱制御回路のコンポーネントであってもよい。

絶縁部材１４０の第２の表面１４４は、加熱トラック１４６及び第１の電気回路トラック１４８から離間置してもよい第２の電気回路トラック１５８を更に含んでもよい。第２の電気回路トラック１５８は、絶縁部材１４０の第２の表面１４４の対向する横端部（例えば、左右側に）位置する一対の熱センサ１６０及び１６２を備えていてもよい。特定の実施形態では、熱センサ１６０及び１６２は、ＮＴＣ型熱センサ（負の温度係数）であってもよい。第２の電気回路トラック１５８と熱センサ１６０及び１６２とは、過剰な加熱事象を重複して検出するのに役立つ第２の熱制御回路のコンポーネントであってもよい。熱センサ１５０及び１５２は、加熱素子１１０の温度に関する信号を第１の制御ユニットに独立に出力してもよく、熱センサ１６０及び１６２は、加熱素子１１０の温度に関する信号を第２の制御ユニットに独立に出力してもよい。出力信号は、温度に対して変化する熱センサの電気抵抗の形態であってもよい。

図２は、加熱素子１１０の対向する横端部に位置する４つのセンサ１５０、１５２、１６０、及び１６２を使用することを示しているが、本開示はそのように限定されない。例えば、特定の実施形態では、第１の電気回路トラック１４８は単一のセンサを含んでいてもよく、第２の電気回路トラック１５８は単一のセンサを含んでいてもよく、各センサは絶縁部材１４０の第２の表面１４４に対してほぼ中央に位置している。このような構成において、第２の電気回路トラック１５８のセンサは、第１の電気回路トラック１４８のセンサに対して冗長であると考えてもよい。ある特定の実装により、センサ１５０、１５２、１６０、及び１６２は、加熱素子１１０に沿って熱コンダクタンスが制限されているため、加熱素子１１０の対向する横端部に位置する。このため、加熱素子１１０の中央に位置する単一のセンサは、加熱素子１１０に沿ってのある箇所（例えば、側端部）における温度情報を必ずしも示さないであろう。

図３は、電源３３０と選択的に電気通信するエネルギー放出素子３１６を有するパーソナル消費者製品例３００を示すブロック図である。特定の実施形態（例えば、ウェットシェービングカミソリの場合）において、電源は、典型的なシェービングの間に最大で６ワットの電力を送出し得る電池であって、複数のシェービングを可能にするのに十分なエネルギーを収容する電池であってもよい。一例の電源は、公称電圧が３．６Ｖで容量が６８０ｍＡｈのリチウムイオン電池などの再充電電池である。このような実施形態において、エネルギー放出素子３１６の抵抗は約２．５オームであってもよい。他の種類のパーソナル消費者製品は、異なる種類の電源を利用してもよく、他の種類のエネルギー放出素子は、異なる抵抗レベルを有していてもよい。

第１の熱センサ３５０が、エネルギー放出要素３１６の温度を検知するように位置している。第１の熱センサ３５０は、第１の制御ユニット３７０と電気通信する。ウェットシェービングカミソリの場合、第１の制御ユニット３７０は、柄１０２（図１）内に位置していてもよく、柔軟な導電性バンド１１２（図１）を介して第１の熱センサ３５０に接続されていてもよい。第１のスイッチング素子３７２は、第１の制御ユニット３７０と電気通信する。第１の熱センサ３５０、第１の制御ユニット３７０、及び第１のスイッチング素子３７２は、エネルギー放出素子３１６の検知温度をモニタして過熱事象を検知するのに役立つ第１の熱制御回路を含んでいてもよい。第１のスイッチング素子３７２は、第１の制御ユニット３７０により導通状態と非導通状態との間で（すなわち閉状態から開状態へ）切り換え可能である。第１のスイッチング素子３７２が非導電状態であるとき、エネルギー放出素子３１６は電源３３０から電気的に分離され、そのため、電流がエネルギー放出素子３１６に送られないか、又は電流供給が他の方法で減っている。第１のスイッチング素子３７２は、エネルギー放出素子３１６の第１の検知温度が第１の熱閾値を超えたときに、第１の制御ユニット３７０によって非導通状態に切り換えられる。第１の制御ユニット３７０及び第１のスイッチング素子３７２の動作に応じて、エネルギー放出素子３１６の温度を下げるのに役立つ種々の制御技術を利用してもよい。例えば、いくつかの実施形態では、導電状態と非導電状態との間の第１のスイッチング素子３７２のスイッチング機能は、パルス幅変調（ＰＷＭ）制御方式を用いる。いくつかの実施形態では、第１の熱閾値を超えたときに、第１のスイッチング素子３７２は、導電状態に切り換わる前の所定の期間、非導電状態に切り換えられる。これにより、過熱事象が検出された（すなわち、第１の熱閾値を超えた）ときに、エネルギー放出素子３１６に供給される電力が減って、エネルギー放出素子３１６が冷却される。

第１の熱閾値は、様々な技術のいずれかを用いて設定又は選択され得る。特定の実施形態では、第１の熱閾値はパーソナル消費者製品３００に対して製造中に予め設定されていて、調整することができない。他の実施形態では、第１の熱閾値をユーザが調整してもよい。例えば、ユーザがユーザ入力装置３９０とやり取りして複数の熱閾値のうちの１つを選択してもよいし、又は他の方法で第１の制御ユニット３７０に対する熱閾値を調整してもよい。ユーザ入力装置３９０は種々あってもよいが、いくつかの実施形態では、ユーザ入力装置３９０は対話型素子（例えば、ボタン、ダイヤル、スイッチ、キーパッド、スライダ等）を含んでいて、ユーザが第１の制御ユニット３７０とやり取りすることが可能である。その際、ユーザにプリセットのグルーピング（すなわち、例えば「低及び高」、又は「低、中、及び高」）を示してもよいし、あるいはユーザは、第１の熱閾値を最小温度値と最大温度値との間で増分的に調整してもよい。

第２の熱センサ３６０が、エネルギー放出素子３１６の温度も検知するように位置している。例示する実施形態において、第２の熱センサ３６０は、第１の制御ユニット３７０と電気通信し、第１の制御ユニット３７０は、第２の制御ユニット３８０にシグナリングを送るように構成されている。他の実施形態では、第２の熱センサ３６０は第２の制御ユニット３８０と直接電気通信してもよい。例えば、第２の制御ユニット３８０は、第２の熱センサ３６０の出力に基づいて第２のスイッチング素子３８２を制御するように構成された１つ以上の電圧比較器を含んでいてもよい。このような構成において、第２の制御ユニット３８０は、第１の制御ユニット３７０から独立していて、これに対して冗長であってもよい。

ウェットシェービングカミソリの場合、第２の制御ユニット３８０は、柄１０２（図１）内に位置してもよく、第２の熱センサ３６０に柔軟な導電性バンド１１２（図１）を介して接続されていてもよい。第２のスイッチング素子３８２は、第２の制御ユニット３８０が第１の制御ユニット３７０から受信した信号に基づいて、第２の制御ユニット３８０によって、導通状態と非導通状態との間で切換可能であってもよい。第２の熱センサ３６０、第２の制御ユニット３８０、及び第２のスイッチング素子３８２は、第２の熱制御回路であって、第１の熱制御回路と同様で、エネルギー放出素子３１６の検知温度を過熱事象に対してモニタするのに役立つ、第２の熱制御回路を含んでいてもよい。第１の制御ユニット３７０から信号を受信したら、第２の制御ユニット３８０は、第２のスイッチング素子３８２を導電性状態に所定の期間、保持し得る。これにより、第２の制御ユニット３８０は、第１の制御ユニット３７０から作動信号を受信したら、第２のスイッチング素子３８２を閉位置に所定の期間保持する再トリガ可能なタイマーとして機能してもよい。その期間の間、第１のスイッチング素子３７２も導電性であると想定して、エネルギー放出素子３１６は依然として電源３３０と電気通信する。第２の制御ユニット３８０が第１の制御ユニット３７０から信号を所定時間の間、受信しなかった場合、第２の制御ユニット３８０は第２のスイッチング素子３８２を非導通状態に移行させて（すなわち、スイッチを開いて）、そうすることで、エネルギー放出素子３１６を電源３３０から電気的に分離して、エネルギー放出素子３１６を冷却する。

第２の熱制御回路は全般的に、第１の熱制御回路に対して冗長であるか又はそのバックアップであってもよく、そのため第１の熱制御回路又は第２の熱制御回路のいずれかのコンポーネントが誤動作した場合に、第１の熱制御回路又は第２の熱制御回路の他方が過剰な熱事象に対するモニタを継続して、過剰な熱事象が起きたときに処置を取る。第１の熱閾値と第２の熱閾値とは、独立して設定されてもよい。いくつかの実施形態では、これらの熱閾値を実質的に同じ温度に設定し、一方、他の実施形態では、一方は他方よりも高いレベルに設定する。実施形態として、ユーザ入力装置３９０を利用し、第１の熱閾値に対して予め設定された最大温度値がある場合は、第２の熱閾値を最大温度値よりも高く設定してもよい。

図４は、図３に示すブロック図と同様に、別のパーソナル消費者製品例に対する回路図４００を示す。図示したように、複数の熱センサ及び複数のスイッチング素子を用いて冗長性をもたらしているが、制御ユニットは冗長ではない。より具体的には、第２の熱センサ４６０は第１の熱センサ４５０に対して冗長であり、第２のスイッチング素子４８２は第１のスイッチング素子４７２に対して冗長である。第１の熱センサ４５０は、検知温度に基づいて抵抗が変化するが、精密抵抗Ｒ２と組み合わせて、検知温度を表す第１の制御ユニット４７０の測定ポートＰ３に電圧を供給する。精密抵抗Ｒ２は、抵抗変化を第１の制御ユニット４７０が処理可能な電圧変化に変換する。第１の制御ユニット４７０は、測定ポートＰ３における電圧によって決められる閾値温度に達したか否かに応じて、作動ポートＰ９を介して第１のスイッチング素子４７２を導通状態と非導通状態との間で選択的に切り換えてもよい。この熱制御回路を介して、エネルギー放出素子４１６を概ね一定温度に保持してもよい。この温度制御機能に加えて、第１の制御ユニット４７０はパーソナル消費者製品の他の動作も管理してもよい。例えば、他の動作のうち、ＬＥＤ ４３２及び４３４を照明すること、及び電源スイッチ４３６の位置をモニタリングすることである。

例示した回路図４００では、単安定マルチバイブレータ４８０（ワンショットマルチバイブレータと言われる場合がある）が、第２のスイッチング素子４８２の動作状態を制御するために用いられる第２の制御ユニットとして機能する。第１のスイッチング素子４７２と第２のスイッチング素子４８２とをそれぞれ制御する第１の制御ユニット４７０内のソフトウェア処理の動作を異なるものにすることによって、ある処理冗長性を実現してもよい。これは、一方の処理の不具合が他方の処理程の不具合に直接至ることがない場合があるからである。単安定マルチバイブレータ４８０は、第１の制御ユニット４７０の作動ポートＰ１から制御信号（すなわち、トリガ）を受信する。単安定マルチバイブレータ４８０は、第２のスイッチング素子４８２を制御するのに用いられる出力を生成する。第２のスイッチング素子４８２は、図示の構成においてはｐＭＯＳＦＥＴトランジスタである。単安定マルチバイブレータ４８０の出力信号が低いとき、第２のスイッチング素子４８２は閉じており（すなわち、導通状態である）、エネルギー放出素子４１６に電流が流れるようになっている。単安定マルチバイブレータ４８０の入力に入力信号が入力されてから、単安定マルチバイブレータ４８０の出力が規定された期間スイッチオンされる。この入力信号は、第１の制御ユニット４７０によって作動ポートＰ１を介して定期的に与えられる。単安定マルチバイブレータ４８０の出力信号の持続時間は、抵抗Ｒ３とコンデンサＣ１とを含むタイミング回路によって規定される。単安定マルチバイブレータ４８０の出力信号の持続時間を、第１の制御ユニット４７０の作動ポートＰ１によって作成されたトリガ信号の周期よりわずかに長くしてもよい。そのため、第１の制御ユニット４７０が適切に機能して所望の周波数のトリガ信号を生成する限り、単安定マルチバイブレータ４８０の出力は低いままであり、第２のスイッチング素子４８２は導通状態に維持される。第１の制御ユニット４７０がトリガ信号を遅れずに作成することに失敗した場合（すなわち、第２の温度センサ４６０と精密抵抗Ｒ１とが与えるポートＲ８における入力電圧の増加に応じて、又は何らかの他の処理又は機能、例えば第１の制御ユニット４７０の処理がハングするときにより）、単安定マルチバイブレータ４８０は、第２のスイッチング素子４８２を開（すなわち、非導通）状態に切り換える出力を与えて、エネルギー放出素子４１６を電源から分離する。

エネルギー放出素子４１６を有する回路図４００（又は他の適切な制御回路）を用いるパーソナル消費者製品の安全な動作状態は、エネルギー放出要素４１６をスイッチオフにすることによって達成され得る。全般的に、フル加熱パワーでの臨界又は他の閾値温度に到達するのに要する最小時間によって、車載のセキュリティ／診断方法の最大応答時間が特定される。望ましくない運転状態を防止するために自己モニタリング及び妥当性試験によって異常な動作状態を検出しようとする、ソフトウェアサポートされたハードウェア診断試験について以下に説明する。本明細書に記載の診断試験は、周期的にかつ時間に厳しく実行してもよい。このようにして、エネルギー放出素子４１６が臨界温度に達する前に何らかの問題が検出される場合がある。全般的に、第１の制御ユニット４７０によって信号が生成され、第１の制御ユニット４７０のＡＤＣリターン測定によって得られたアナログ値が期待値と比較される。測定値が規定領域外である場合には、パーソナル消費者製品の動作を停止してもよいし、又は他の動作を行ってもよい。試験処理中の望ましくない運転状態を回避するために、どの前回の試験も次の試験の状態を確保するように試験手順を選んでもよい。

本明細書に記載されたパーソナル消費者製品診断を行うために、また回路図４００に示すように、パーソナル消費者製品の回路はある特性を有してもよい。第１の温度センサ４５０及び第２の熱センサ４６０を、第１の制御ユニット４７０の測定ポート（ポートＰ３及びＰ８としてそれぞれ示す）に接続してもよい。第１のスイッチング素子４７２又は第２のスイッチング素子４８２のうちの少なくとも一方を、供給電圧と接地（ＧＮＤ）との間にエネルギー放出素子４１６と直列に接続する。第１又は第２のスイッチング素子４７２、４８２の一方は、エネルギー放出素子４１６と電源電圧と接地との間に配置され、測定ポートが、エネルギー放出素子４１６回路に、エネルギー放出素子４１６とこの電流スイッチング素子（エネルギー放出素子４１６と高又は低電源電圧との間に配置される）との間に接続される（Ｐ１７として示す）。第１の制御ユニット４７０の測定ポートは、回路図４００おける測定点、第１の熱センサ４５０、及び／又は第２の熱センサ４６０の電圧を測定するためのアナログデジタル変換器（ＡＤＣ）ポートを含む。第１の制御ユニット４７０を、種々のＡＤＣポートにおいて診断測定を行うように適合させてもよい。診断測定は、第１及び第２のスイッチング素子４７２、４８２のスイッチング機能を試験し、第１及び第２の熱センサ４５０、４６０の温度測定の妥当性を試験し、及び／又は第１及び第２のスイッチング素子４７２、４８２のスイッチング状態に応じて回路の完全性を試験するためのものである。更に、第１の制御ユニット４７０のＡＤＣポート（すなわち、アナログポート又はアナログ入力）を、ポートに印加されたアナログ電圧（及び／又は電流）をデジタル値に変換するように適合させてもよい。それぞれのアナログデジタル変換器（ＡＤＣ）を、第１の制御ユニット４７０に一体化してもよいし（図示したように）、又は第１の制御ユニット４７０のポートに接続された別個の電子部品によって与えてもよい。第１の制御ユニット４７０のＡＤＣポート及び／又は他のポートを、制御ユニット高電圧（下記においてＨＩＧＨとも言う）までプルアップするか、又は制御ユニット低電圧（下記においてＬＯＷとも言う）までプルダウンすることを、内部（弱）プルアップ又はプルダウン抵抗器を介して、第１の制御ユニット４７０上に実行可能にインストールしたソフトウェアプログラムコードによって行って、例えば、診断測定（弱いプルアップポート又は弱いプルダウンポートとも言う）を実行してもよい。本明細書に記載の診断ルーチンを図４に記載された回路に適用しているが、当然のことながら、本開示の範囲を逸脱することなく、他のパーソナル消費者製品において利用され得る他のタイプの回路上で他の診断ルーチンを実行してもよい。

また、更なる測定ポート又は他のポートを第１の制御ユニット４７０に設けて、高又は低制御ユニット電圧などの信号、又は「デッドマンのスイッチ」として機能するために単安定マルチバイブレータ４８０をトリガするためのトリガ信号をスイッチオン及びオフしてもよい。制御ユニット高又は低電圧（ＨＩＧＨ、ＬＯＷ）を、設けたセンサ素子を用いて測定を行うために使用してもよい。いくつかの構成において、測定ポートは、ＡＤＣポート（アナログポート又はアナログ入力）、制御ユニット低電圧ＬＯＷを供給するための接地ポート（ＬＯＷレベルのデジタル出力又はプッシュプル段）、制御ユニット高電圧ＨＩＧＨを供給するための電圧ポート（ＨＩＧＨレベルのデジタル出力又はプッシュプル段）、弱いプルアップポート、及び／又は弱いプルダウンポートとして、ソフトウェア構成可能であってもよい。このアプローチによって、診断測定及びより柔軟な診断測定中に制御ユニットポートを柔軟に適応させることができ、それによって回路（スイッチング及び／又は温度測定機能及び／又はコンポーネントを含む）の完全性に対する情報を高めることができる。全般的に、制御ユニットのこれらの構成可能なポートは、汎用入力／出力（ＧＰＩＯ）ポートと称されてもよい。制御ユニットポートはまた、第１及び第２のスイッチング素子４７２、４８２を切り換えるためのスイッチングポート（デジタル入力／出力）を含んでいてもよい。

本開示により、異なる診断測定を用いて、回路及び回路部品のある試験を、回路及び／又は部品をその正常な機能から独立して試験するために行ってもよい。このような診断測定は、周期的に、及び／又は、パーソナル消費者製品のスイッチオン及び／又はオフのような特定の検出可能な事象に基づいて実行してもよい。冗長度の高い高度な診断測定の可能性を得るために、第１及び第２のスイッチング素子４７２、４８２のうちの少なくとも一方をヒータ回路においてエネルギー放出素子４１６と直列に接続して、その結果、第１及び第２のスイッチング素子４７２、４８２スイッチング素子の他方をエネルギー放出素子４１６とＧＮＤとの間に配置する。３つ以上のスイッチング素子を有する回路の場合、全てのスイッチング素子を、エネルギー放出素子４１６と、及び互いに、直列に接続してもよい。いくつかの構成によれば、制御ユニットの１つの測定ポートを、電流スイッチング素子のそれぞれの間の回路に接続する。このような構成により、各スイッチング素子のスイッチング機能を診断測定によって試験してもよい。これについては以下でより詳細に説明する。

第１の制御ユニット４７０の測定ポートを、エネルギー放出素子４１６と、第１又は第２のスイッチング素子４７２、４８２（エネルギー放出素子４１６と高電源電圧（ＨＩＧＨ）との間に接続されている）との間の回路内の測定点に接続してもよい。１つの可能な種類の診断測定を行うために、第１の制御ユニット４７０を、第１及び第２のスイッチング素子４７２、４８２のそれぞれを開にするように適合させてもよい。この状態では、エネルギー放出素子４１６に流れる電流はない。そして、第１の制御ユニット４７０は測定点で電圧測定を行って、測定結果を少なくとも１つの期待値と比較してもよい。これについては以下で詳しく説明する。これは特に、不要な開放回路を検出する測定を行うために、回路に接続された測定ＡＤＣポートを内部的にプルアップ又はダウンする場合に有用な場合がある。回路内に直列に配置された２つのスイッチ間に更なる測定点を有する構成の場合、エネルギー放出素子４１６と、エネルギー放出素子４１６と高電源電圧ＶＣＣとの間に配置されたスイッチング素子との間の測定点を評価する前に、測定点の全ての又は有用な選択を評価してもよい。

いくつかの構成では、代替的及び／又は連続的な診断ステップとして、第１の制御ユニット４７０を、第１又は第２のスイッチング素子４７２、４８２の一方を他方の後に閉じるように適合して（例えば、低電源電圧ＧＮＤに接続された第１又は第２のスイッチング素子４７２、４８２を起動することによって）、エネルギー放出素子４１６と高電源電圧に接続されたスイッチング素子との間の測定点及び／又はエネルギー放出素子４１６回路内の他の測定点における電圧を測定してもよい。測定結果を少なくとも１つの期待値と比較してもよい。これについては以下に詳細に説明する。

１つの構成によれば、エネルギー放出素子４１６と直列に接続された第１又は第２のスイッチング素子４７２、４８２（又は他のスイッチング素子）の最後を閉じたら、エネルギー放出素子４１６を通って電流が流れてエネルギー放出素子４１６が加熱される短い測定時間の後に、第１又は第２のスイッチング素子４７２、４８２（又は他のスイッチング素子）の最後を開にする。測定時間を制限して、期間が満了した時点で第１又は第２のスイッチング素子４７２、４８２（又は他のスイッチング素子）の最後を再び開にすることにより、エネルギー放出素子４１６の過熱を防止してもよい。短い測定期間は、例えば、超えるべきではないエネルギー放出素子４１６の温度閾値に基づいて規定してもよい。この温度閾値を、第１及び第２の熱センサ４５０、４６０を介した測定によって決定してもよいし、又はエネルギー放出素子４１６における計算又は測定した電流と既知の加熱効果とに基づいて理論的に決定してもよい。しかし、比較的短い測定期間内であっても、測定結果を少なくとも１つの期待値と比較することができる。これについては以下に詳細に説明する。

単安定マルチバイブレータ４８０を用いた構成において、単安定マルチバイブレータ４８０を、単安定マルチバイブレータ４８０にトリガパルスを印加することによって試験してもよい。このような試験を、第１又は第２のスイッチング素子４７２、４８２を試験した後に行ってもよい。これにより、トリガパルスを印加したときに、電流がエネルギー放出素子４１６を通って流れ、次いで試験中に後続のトリガパルスが印加されないと停止する。エネルギー放出素子４１６と単安定マルチバイブレータ４８０のデッドマン機能とを一緒に試験してもよい。

本開示による診断測定を、第１の制御ユニット４７０が回路のコンポーネントの不良挙動を識別することによって、特に、エネルギー放出素子４１６を含むサブ回路、第１及び第２のスイッチング素子４７２、４８２、並びに第１及び第２の熱センサ４５０、４６０の不良挙動を識別することによって、ソフトウェア的に実現してもよい。この目的のために、信号を第１の制御ユニット４７０によりソフトウェア生成して、結果として得られるアナログ値をそのＡＤＣポート（例えば、Ｐ３、Ｐ７、及びＰ１７）によって測定する。測定値を、１つ以上の期待値又は値範囲と比較する。１つの故障が検出された場合（すなわち、測定値が期待値の範囲外）、予防措置としてエネルギー放出素子４１６をスイッチオフすることができる（例えば、第１又は第２のスイッチング素子４７２、４８２の一方又は両方をスイッチオフすることによって）。複数の診断試験を順番に実行するとき、前回の診断測定が次の試験に対する安全状態を確保するように順番を選択してもよい。全般的に、電流スイッチング素子の機能に関する測定を行って、以後のステップで、熱センサの機能に関する測定を行うことは有利な場合がある。

診断測定の有利な順序の例を図５〜１８に関して示す。当業者であれば分かるように、提案した診断測定の順序及び内容を、本開示の範囲から逸脱することなく、実施形態のある特定の要件に測定を適合させるように変更してもよい。更に、説明した測定のいくつかを省略してもよいし、又は他のタイプの測定値を用いてもよい。

引き続き図４を参照して、第１の制御ユニット４７０ポートを、矢印及びラベル等の付加情報とともに示す。第１の制御ユニット４７０の内部に向かう矢印は入力ポートを示し、第１の制御ユニット４７０の外側に向かう矢印は出力ポートを示す。ポート内の記載は次のようにポート関数を示す。
「ＨＩＧＨ」：制御ユニット高電圧ＨＩＧＨの出力、例えば、ポートを高電源電圧ＶＣＣに接続することによる。高電圧信号は、電力供給によって規定されるような高電源電圧ＶＣＣに必ずしも等しくはないが、例えば、高電源電圧ＶＣＣの約９０％までの高電圧信号であってもよい。

「ＨＩＧＨ−Ｚ」：どの電位からも分離されたポート（すなわち、ポートピンをどの電位との接続に対しても電気的にフローティングさせる）。

「ＡＤＣ」：電圧測定のためのアナログデジタル変換器入力。

「ＬＯＷ」：マイクロプロセッサ低電圧ＬＯＷの出力、例えば、ポートをＧＮＤに接続することによる。低電圧信号は、電源によって規定される０ボルトに必ずしも等しくはないが、例えば、高電源電圧ＶＣＣの約１０％までの低電圧信号であってもよい。

「ＶＲｅｆ」：精密基準電圧、例えば、高電源電圧ＶＣＣの入力。

「トリガ」：周期的トリガ信号の出力。

「リセット」：再トリガ可能モノフロップ素子に対するリセット信号の出力であり、リセット信号がアクティブである場合、第２のスイッチング素子４８２は開（スイッチオフ）である。

「ヒータ」：第１のスイッチング素子４７２をスイッチオフ及びオンするための出力であり、ヒータ又は他のエネルギー放出素子を制御してもよい。

高インピーダンス内部（弱）プルアップ抵抗器Ｒ４（図５）を介して電源電圧（ＶＣＣ）までプルアップされるＡＤＣポートを、第１の制御ユニット４７０内の内部の弱いプルアップ抵抗Ｒ４を介して接続された電源電圧（ＶＣＣ）であると示す。

図５〜１８に、診断測定例（例えば診断ルーチン）を記載し、回路図４００の関連部分も示す。測定の内容及び順序は単に、診断測定の組の例に対する好ましい例である。しかし、本開示の範囲を逸脱することなく、診断測定の順序及び範囲を変えてもよい。全般的に、本明細書に記載の診断測定を用いて、以下のうちのいずれか１つ以上を検出又は試験する：湿度又は不良半田点が原因の電気的短絡、回路構成の異なる代替案、回路構成内の異なる場所での故障、並びに以下の例に記載の更なる態様。図５〜１８に概略的に示す測定診断に関して、回路図内の太線は回路の試験済み領域を示す。スイッチング素子を通過している太線は、対応するスイッチが閉じていることを示す。概略的にコンポーネントの近くに示されているフラッシュは、コンポーネントが電気的短絡しているかどうかを試験が確認していることを示す。

ここで図５を参照して、エネルギー放出素子４１６は接地（ＧＮＤ）に対して分離されている。ＡＤＣポートＰ１７は、内部（弱）プルアップ抵抗Ｒ４を介して印加される電源電圧ＶＣＣに対応する高信号を収集するはずである。これは、第１のスイッチング素子４７２（例えば、ＮＭＯＳトランジスタ）の分離、及びＡＤＣポートＰ１７とＧＮＤとの間の電気的短絡の不在を調べる試験である。

次に図６を参照して、エネルギー放出素子４１６はＧＮＤに接続されている。ＡＤＣポートＰ１７は、ＧＮＤに対応する低信号を収集するはずである。これは、第２のスイッチング素子４８２の分離、及び第１のスイッチング素子４７２とＡＤＣポートＰ１７との回路への接続を調べる試験である。

次に図７を参照して、単安定マルチバイブレータ４８０を有する回路を調べる試験例を例示する。第１のスイッチング素子４７２は導通状態である。ポートＰ２上のアクティブなリセット信号（図７において太線で示す）によって、単安定マルチバイブレータ４８０は、たとえトリガ信号がポートＰ１を通して印加されていても、第２のスイッチング素子４８２を即座に開にするはずである。ＡＤＣポートＰ１７はＧＮＤに対応する低信号を収集する。ＡＤＣポート１７においてより高い信号が収集された場合、単安マルチバイブレータ４８０の故障が示される。この試験中に、単安定マルチバイブレータ４８０へのポートＰ２の接続と、安全回路のリセット信号とを試験する。

次に図８を参照して、ポートＰ２上のインアクティブなリセット信号と、導通状態にある第１のスイッチング素子４７２とにより、ＡＤＣポートＰ１７は、トリガ信号を印加した後に、単安定マルチバイブレータ４８０の時定数により決定されるある時間の間、ＶＣＣに対応する高信号を収集するはずである。所定時間が経過した後に、ＧＮＤに対応する低信号を検出するはずである。これは、単安定マルチバイブレータ４８０の時定数の間の第２のスイッチング素子４８２とエネルギー放出素子４１６との接続、エネルギー放出素子４１６を通って流れる電流、及び第１のスイッチング素子４７２の機能動作を調べる試験である。

次に図９を参照して、ＡＤＣポートＰ３及びＰ８は、内部（弱）プルアップ抵抗器Ｒ５及びＲ６、並びに第１の熱センサ４５０、並びに第２の熱センサ４６０それぞれからなる電圧分割器に対応する信号値を収集するはずである。これは、第１の熱センサ４５０及び第２の熱センサ４６０の、ポートＰ５（ＧＮＤ）並びにＡＤＣポートＰ３及びＰ８それぞれへの接続、並びに動作条件（例えば周囲温度）における第１の熱センサ４５０及び第２の熱センサ４６０（例えばＮＴＣ素子）の正確な抵抗を調べる試験である。この試験中、第１のスイッチング素子４７２は開であり、第２のスイッチング素子４８２は開である。

次に図１０を参照して、ＡＤＣポートＰ３及びＰ８は、内部（弱）プルアップ抵抗器Ｒ５及びＲ６並びにハーフブリッジ抵抗器Ｒ２及びＲ１それぞれからなる電圧分割器に対応する信号値を収集するはずである。これは、測定回路（例えば、ハーフブリッジ抵抗Ｒ２及びＲ１）の接続を調べる試験である。この試験中、第１のスイッチング素子４７２は開であり、第２のスイッチング素子４８２は開である。

次に図１１を参照して、第２の熱センサ４６０は、図示では測定モードで機能している。ＡＤＣポートＰ８は、実温度に対応する信号値を収集するはずである。ＡＤＣポートＰ３は、制御ユニット低電圧ＬＯＷに対応する低信号を収集するはずである。これは、ＡＤＣポートＰ３とＰ８との間並びにポートＰ３と高電源電圧ＶＣＣとの間の電気的短絡の不在を調べる試験である。この試験は、第２の熱センサ４６０の妥当な温度測定もチェックする。この試験中、第１のスイッチング素子４７２は開であり、第２のスイッチング素子４８２は閉である。

次に図１２を参照して、図示した試験は、第１の熱センサ４５０の機能性の試験を対象としていること以外は、図１１に示した試験と同様である。第１の熱センサ４５０は測定モードで機能している。ＡＤＣポートＰ３は、実温度に対応する信号値を収集するはずである。ＡＤＣポートＰ８は、制御ユニット低電圧ＬＯＷに対応する低信号を収集するはずである。これは、ＡＤＣポートＰ３とＰ８との間並びにＰ８と高電源電圧ＶＣＣとの間の電気的短絡の不在を調べる試験である。この試験は、第１の熱センサ４５０の妥当な温度測定もチェックする。この試験中のポートＰ８における温度測定と、図１１に示す試験中のポートＰ８における温度測定とは、測定を順次行った場合、互いに対応するはずである。この対応はまた、熱センサ４５０及び４６０の両方が互いに適切に熱結合していることを示す。この試験中、第１のスイッチング素子４７２は開であり、第２のスイッチング素子４８２は閉である。

次に図１３を参照して、この試験中、ＡＤＣポートＰ３及びＰ８は、制御ユニット高電圧ＨＩＧＨに対応する高信号値を収集するはずである。これは、ポートＰ７とＰ８又はＰ４とＰ３との間それぞれにおける回路内での接地に対するいかなる電気的短絡も不在であることを調べる試験である。この試験中、第１のスイッチング素子４７２は閉であり、第２のスイッチング素子４８２は開である。

次に図１４を参照して、ＡＤＣポートＰ３及びＰ８は、マイクロプロセッサ高電圧ＨＩＧＨに対応する高信号値を収集するはずである。これは、ポートＰ８とＰ５又はＰ３とＰ５との間それぞれにおける回路内での接地に対するいかなる電気的短絡も不在であることを調べる試験である。この試験中、第１のスイッチング素子４７２は閉であり、第２のスイッチング素子４８２は開である。

次に図１５を参照して、ＡＤＣポートＰ３及びＰ８は、マイクロコントローラ低電圧ＬＯＷに対応する低信号値を収集するはずである。これは、ポートＰ８とＰ５又はＰ３とＰ５との間それぞれにおける回路内での高電源電圧ＶＣＣに対するいかなる電気的短絡も不在であることを調べる試験である。この試験中に、第１のスイッチング素子４７２は開であり、第２のスイッチング素子４８２は閉である。

次に図１６〜１８を参照して、図９〜１５に示した試験に対する代替案例を示す。このように、試験中に収集される情報は同様（すなわち、いかなる電気的短絡の不在及び接続性に関して）であり、利用する測定は少ない。しかし、制御ポートの付加的なソフトウェア構成が必要である場合がある。

図１６に関して言えば、ソフトウェア構成されたＡＤＣポートＰ７、Ｐ４、及びＰ５は、内部（弱）プルアップ抵抗器Ｒ７、Ｒ８、Ｒ９、及び第１の熱センサ４５０、及び第２の熱センサ４６０、又はハーフブリッジ抵抗Ｒ２、Ｒ１それぞれからなる電圧分割器に対応する信号値を収集するはずである。収集した値は、Ｒ２／Ｒ８、Ｒ１／Ｒ９、ＮＴＣ１／Ｒ７、及びＮＴＣ２／Ｒ７の比に応じた所定の範囲（の値）になければならず、対応する閾値を超えてはならない。この試験中、第１のスイッチング素子４７２は開であり、第２のスイッチング素子４８２は開である。

次に図１７を参照して、ソフトウェア構成されたＡＤＣポートＰ７、Ｐ４、及びＰ５は、制御ユニット低電圧ＬＯＷに対応する低信号値を収集するはずである。これは、図１７に示す温度測定回路におけるすべての接続に対して、高電源電圧ＶＣＣ（第２のスイッチング素子４８２を閉じることによりエネルギー放出素子４１６に送出される）に対するいかなる電気的短絡の不在を調べる試験である。この試験中、第１のスイッチング素子４７２は開であり、第２のスイッチング素子４８２は閉である。

次に図１８を参照して、ソフトウェア構成されたＡＤＣポートＰ７、Ｐ４、及びＰ５は、電源電圧ＶＣＣに対応する高い信号値を収集するはずである。これは、図１８に示す温度測定回路におけるすべての接続に対して、接地（第１のスイッチング素子４７２を閉じることによりエネルギー放出素子４１６に接続される）に対するいかなる電気的短絡の不在を調べる試験である。この試験中、第１のスイッチング素子４７２は閉であり、第２のスイッチング素子４８２は開である。

図４〜１８では、単安定マルチバイブレータ４８０を含むパーソナル消費者製品の回路４００を概略的に示しているが、当然のことながら、上記と同様の診断試験を、コンポーネントが異なる他のパーソナル消費者製品回路に対して用いてもよい。例えば、単安定マルチバイブレータ４８０を利用する代わりに、いくつかのパーソナル消費者製品は、第２の熱制御ユニットとして１つ以上の電圧比較器を利用してもよい（下図１９に例示する）。前述したソフトウェアサイクル式試験を用いることによって、必ずしも危険な状態に直接つながらないが、冗長的な故障制御回路に伴う潜在的な問題を特定する場合がある種々の種類の誤差を検出してもよい。また、明らかな誤差及び固有の誤差を試験サイクル中に検出してもよい。例えば、マイクロコントローラ縮退故障、ＡＤＣハードウェア故障、ヒータ故障、電池故障などである。

次に図１９を参照して、パーソナル消費者製品例（例えばウェットシェービングかみそり）に対する回路図５００を示す。回路図５００は、第１の（すなわち、主要）熱制御回路と第２の（すなわち、冗長）熱制御回路とを含む。エネルギー放出素子５１６は、第１のスイッチング素子５７２（ｐＭＯＳＦＥＴトランジスＴ１として示す）と第２のスイッチング素子５８２（ｎＭＯＳＦＥＴトランジスタＴ２として示す）とのそれぞれを通して、電源５３０と選択的に電気通信する。第１のスイッチング素子５７２は第１の制御ユニット５７０により制御され、第２のスイッチング素子５８２は第２の制御ユニット（電圧比較器５８０として示される）によって制御される。第１のスイッチング素子５７２、エネルギー放出素子５１６、及び第２のスイッチング素子５８２は直列配置にあるため、第１のスイッチング素子５７２又は第２のスイッチング素子５８２のいずれかが非導電状態にある場合に、エネルギー放出素子５１６は電源５３０から電気的に分離される。

第１の熱センサ５５０及び第２の熱センサ５６０はそれぞれ、エネルギー放出素子５１６に近接して位置し、それぞれ、第１の熱制御回路及び第２の熱制御回路それぞれの部品である。第１の熱センサ５５０は、第１の制御ユニット５７０の測定ポートＰ２に、検知温度を表す入力を供給する。なぜならば、第１の熱センサ５５０は温度に応じて抵抗変化するからである。精密抵抗器Ｒ１を用いてこの抵抗変化を電圧変化に変換し、これを第１の制御ユニット５７０によって処理して過剰な加熱事象をモニタしてもよい。

第１の制御ユニット５７０は、ポートＰ２における入力電圧に基づいて、閾値温度に達したか否かに応じて、作動ポートＰ８を介して第１のスイッチング素子５７２を導通状態と非導通状態との間で選択的に切り換えてもよい。この熱制御回路を介して、エネルギー放出素子５１６を概ね一定温度に保持してもよい。この温度制御機能に加えて、第１の制御ユニット５７０はまた、パーソナル消費者製品の他の動作の管理を、例えば、ＬＥＤ ５３２及び５３４を照明し、電源スイッチ５３６の位置をモニタリングし、かつ冗長熱制御回路に電力を提供する電源スイッチ５３８（ＭＯＳＦＥＴトランジスタＴ３として示す）を制御するなどして行ってもよい。電源スイッチ５３６が押下されると、第１の制御ユニット５７０は、ポート１を接地にすることによって電源スイッチ５３８を導電状態に切り換え、これによって、第２の熱回路（すなわち電圧比較器５８０）に電力が供給される。第１の制御ユニット５７０が、電源スイッチ５３８を誤って「オフ」位置のままにした場合、第２のスイッチング素子５８２もオフであるので、エネルギー放出素子５１６を通って電流が流れることが禁止される。更に、たとえ電源スイッチ５３８が部分的にオンになっても（例えば、より高いドレイン−ソース間抵抗を伴う線形モードで動作する）、第２の熱回路は適切に動作する。なぜならば、反転及び非反転入力間の電圧差（以下により詳細に説明する）は、供給電圧に依存しないからである。

第２の熱センサ５６０は、第２の熱センサ５６０が温度に応じて抵抗変化することにより、検知された温度を表す第２の制御ユニット（電圧比較器５８０として示す）に信号を供給する。抵抗器Ｒ３及びＲ４が分圧器内に配置されて、温度閾値を規定する電圧比較器の非反転入力（＋）に入力電圧を設定するように選択される。また第２の熱センサ５６０及び抵抗器Ｒ５は、センサ温度に対応する電圧比較器５８０の反転入力（−）に入力電圧を供給する分圧器として配置される。エネルギー放出素子５１６の温度は上昇するがそれでも温度閾値を下回るため、電圧比較器５８０の反転入力（−）に与えられる電圧は、電圧比較器５８０の非反転（＋）入力における電圧よりも低い。したがって、電圧比較器５８０の出力電圧はＶＢＡＴ電圧レベルに実質的に等しく、その結果、第２のスイッチング素子５８２が導通状態に設定されるため、第１のスイッチング素子５７２も導電性状態にあると想定して、エネルギー放出素子５１６を通って電流が流れることができる。温度が上昇して、第２の熱センサ５６０の温度が温度閾値上方に十分に上がると、第２の熱センサ５６０の抵抗が下がるために電圧比較器５８０の出力が高から低に変化し、その結果、第２のスイッチング素子５８２が開になる。そして加熱素子５１６が電源５３０から分離されて、冷却される。第２の熱センサ５６０も冷却されて、その抵抗を上げる。その抵抗が一定のレベルに達した時点で、電圧比較器５８０の出力は低から高に変化し、その結果、第２のスイッチング素子５８２が閉じて、加熱素子５１６は電源５３０との電気通信に戻る。

加熱素子５１６の適切な機能を試験又はモニタすることが、電源５３０の電圧（すなわち、電池電圧）を測定することにより可能である。例えば、加熱素子５１６が起動すると、電源５３０の内部抵抗により、電源５３０の電圧の検出可能な低下が生じる。したがって、追加のハードウェアを必要とせずに、診断ルーチンを用いて回路の様々なコンポーネントを試験することができる。診断ルーチン例について以下で説明する。

まず、第１のスイッチング素子５７２の短絡について試験することができる。この試験の間、第１のスイッチング素子５７２を開にし、電源スイッチ５３８を閉にする。この状態にある間に、制御ユニット５７０は電源５３０の電圧が一定であるか否かを判定する。一定であることは、第１のスイッチング素子５７２が適切に動作しているならば予想されることである。第１のスイッチング素子５７２が短絡している場合、電圧低下が検出されて、第１のスイッチング素子５７２が適切に動作していないことが制御ユニット５７０に示される。次に、第２のスイッチング素子５８２の短絡について試験することができる。この試験の間、第１のスイッチング素子５７２を閉にし、電源スイッチ５３８を開にする。この状態にある間に、制御ユニット５７０は電源５３０の電圧が一定であるか否かを判定する。一定であることは、第２のスイッチング素子５８２が適切に動作しているならば予想されることである。第２のスイッチング素子５８２が短絡している場合、電圧低下が検出されて、第２のスイッチング素子５８２が適切に動作していなことが制御ユニット５７０に示される。

電圧比較器５８０の機能性についても試験することができる。この試験の間、電源スイッチ５３８を閉にし、第１のスイッチング素子５７２を閉にする。この状態にある間に、制御ユニット５７０は、電源５３０の電圧低下（すなわち、電圧比較器５８０が第２のスイッチング素子５８２を閉にしたため）と、その後に、所望の温度に達した後の電圧上昇（すなわち、電圧比較器５８０が第２のスイッチング素子５８２を開にしたため）をチェックする。また第１及び第２の熱センサ５５０、５６０が許容誤差内にあることの検証を、所望の温度に達した時点での第１及び第２の熱センサ５５０、５６０の抵抗をチェックすることによって行うことができる。

Ａ．パーソナル消費者製品であって、
ａ．電源と、
ｂ．複数のポートを含む第１の制御ユニットと、
ｃ．電源と選択的な電気通信をするエネルギー放出素子と、
ｄ．エネルギー放出素子の温度を検知するように配置された複数のセンサであって、複数のセンサはそれぞれ、第１の制御ユニットの対応するポートと電気通信する、複数のセンサと、
ｅ．複数のスイッチング素子であって、各スイッチング素子は、エネルギー放出素子を電源から電気的に分離するために導通状態と非導通状態との間で切り換え可能である、複数のスイッチング素子と、を備え、
ｆ．第１の制御ユニットは診断ルーチンを実行し、診断ルーチンは、
ｉ．導通状態と非導通状態との間で複数のスイッチング素子それぞれのスイッチング機能を試験することと、
ｉｉ．複数のセンサそれぞれの温度検知機能を試験することと、のうちの１つ以上を含む、パーソナル消費者製品。
Ｂ．導通状態と非導通状態との間で複数のスイッチング素子それぞれのスイッチング機能を試験することと、複数のセンサそれぞれの温度検知機能を試験することとは、複数のポートのうちの１つにおいて少なくとも１つの電圧レベルを測定することを含む、段落Ａに記載のパーソナル消費者製品。
Ｃ．導通状態と非導通状態との間で複数のスイッチング素子それぞれのスイッチング機能を試験することと、複数のセンサそれぞれの温度検知機能を試験することとは、複数のポートのうちの少なくとも１つを制御ユニット高電圧にすることと、複数のポートのうちの少なくとも１つ以外のものにおいて電圧を測定することと、を含む、段落Ａ又はＢに記載のパーソナル消費者製品。
Ｄ．導通状態と非導通状態との間で複数のスイッチング素子それぞれのスイッチング機能を試験することと、複数のセンサそれぞれの温度検知機能を試験することとは、複数のポートのうちの少なくとも１つを制御ユニット低電圧にすることと、複数のポートのうちの少なくとも１つ以外のものにおいて電圧を測定することと、を含む、段落Ａ〜Ｃのいずれか１つに記載のパーソナル消費者製品。
Ｅ．導通状態と非導通状態との間で複数のスイッチング素子それぞれのスイッチング機能を試験することと、複数のセンサそれぞれの温度検知機能を試験することとは、少なくとも１つの測定電圧から期待電圧レベルまでを含む、段落Ａ〜Ｄのいずれか１つに記載のパーソナル消費者製品。
Ｆ．第２の制御ユニットを更に備え、第２の制御ユニットは、複数のスイッチング素子のうちの少なくとも１つを導通状態と非導通状態との間で切り換える、段落Ａ〜Ｅのいずれか１つに記載のパーソナル消費者製品。
Ｇ．第２の制御ユニットは、単安定マルチバイブレータである、段落Ｆに記載のパーソナル消費者製品。
Ｈ．診断ルーチンは、単安定マルチバイブレータにトリガパルスを印加することを含む、段落Ｆに記載のパーソナル消費者製品。
Ｉ．第２の制御ユニットは電圧比較器である、段落Ｇに記載のパーソナル消費者製品。
Ｊ．エネルギー放出素子は、電源と選択的な期間にわたって閾値温度まで加熱する加熱素子である、段落Ａ〜Ｅのいずれか１つに記載のパーソナル消費者製品。
Ｋ．診断ルーチンは、期間が終わる前に終わる、段落Ｊに記載のパーソナル消費者製品。
Ｌ．エネルギー放出素子は、発光ダイオード、加熱素子、及びレーザ素子のうちのいずれかである、段落Ａ〜Ｋのいずれか１つに記載のパーソナル消費者製品。
Ｍ．導通状態と非導通状態との間で複数のスイッチング素子それぞれのスイッチング機能を試験することと、複数のセンサそれぞれの温度検知機能を試験することとは、
ｉ．複数のスイッチング素子それぞれを導通状態に切り換えることと、
ｉｉ．複数のスイッチング素子それぞれを非導通状態に切り換えることと、
ｉｉｉ．複数のスイッチング素子の第１のサブセットを導通状態に切り換えて、複数のスイッチング素子の第２のサブセットを非導通状態に切り換えることと、のうちの少なくとも１つを含む、段落Ａ〜Ｌのいずれか１つに記載のパーソナル消費者製品。
Ｎ．第１の熱制御回路と第２の熱制御回路とを更に備え、第１の熱制御回路は、複数のスイッチング素子のうちの少なくとも１つと複数のセンサのうちの少なくとも１つとを含み、第２の熱制御回路は、複数のスイッチング素子のうちの少なくとも異なる１つと複数のセンサのうちの少なくとも異なる１つとを含む、段落Ａ〜Ｌのいずれか１つに記載のパーソナル消費者製品。
Ｏ．診断ルーチンは、第１の熱制御回路の動作と第２の熱制御回路の動作とを順次試験する、段落Ｎに記載のパーソナル消費者製品。
Ｐ．診断ルーチンを実行した後に、第１の制御ユニットは、診断ルーチンの結果に基づいて、エネルギー放出素子が電源と選択的な電気通信をしているか否かを判定する、段落Ａ〜Ｏのいずれか１つに記載のパーソナル消費者製品。
Ｑ．診断ルーチンは、回路接地への電気的短絡の不在を確認する、段落Ａ〜Ｐのいずれか１つに記載のパーソナル消費者製品。

本明細書に開示される寸法及び値は、列挙された正確な数値に厳密に限定されるものと理解されるべきではない。むしろ、特に指定されない限り、そのような各寸法は、列挙された値とその値の周辺の機能的に同等の範囲の両方を意味することが意図されている。例えば、「４０ｍｍ」として開示される寸法は、「約４０ｍｍ」を意味するものとする。

相互参照される又は関連する全ての特許又は特許出願、及び本願が優先権又はその利益を主張する任意の特許出願又は特許を含む、本明細書に引用される全ての文書は、除外又は限定することを明言しない限りにおいて、参照によりその全容が本明細書に援用される。いかなる文献の引用も、本明細書中で開示又は特許請求される任意の発明に関する先行技術であるとはみなされず、あるいは上記の引用は、単独で又は他の任意の参考文献（単数又は複数）と組み合わせて、そのような発明全てを教示、示唆又は開示するとはみなされない。更に、本文書における用語の任意の意味又は定義が、参照により組み込まれた文書内の同じ用語の意味又は定義と矛盾する場合、本文書におけるその用語に割り当てられた意味又は定義が適用されるものとする。

本発明の特定の実施形態を例示及び説明してきたが、本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく他の様々な変更及び修正を行うことができる点は当業者には明白であろう。したがって、本発明の範囲内に含まれるそのような全ての変更及び修正は、添付の特許請求の範囲にて網羅することを意図したものである。

Claims (14)

1. パーソナル消費者製品であって、
   ａ．電源と、
   ｂ．複数のポートを含む第１の制御ユニットと、
   ｃ．前記電源と選択的な電気通信をするエネルギー放出素子と、
   ｄ．前記エネルギー放出素子の温度を検知するように配置された複数のセンサであって、前記複数のセンサはそれぞれ、前記第１の制御ユニットの対応するポートと電気通信する、複数のセンサと、
   ｅ．複数のスイッチング素子であって、前記スイッチング素子はそれぞれ、前記エネルギー放出素子を前記電源から電気的に分離するために導通状態と非導通状態との間で切り換え可能である、複数のスイッチング素子と、を備え、
   ｆ．前記第１の制御ユニットは診断ルーチンを実行し、前記診断ルーチンは、
   ｉ．前記導通状態と前記非導通状態との間で前記複数のスイッチング素子それぞれのスイッチング機能を試験することと、
   ｉｉ．前記複数のセンサそれぞれの温度検知機能を試験することと、のうちの１つ以上を含み、
   前記導通状態と前記非導通状態との間で前記複数のスイッチング素子それぞれのスイッチング機能を試験することと、前記複数のセンサそれぞれの温度検知機能を試験することとは、前記複数のポートのうちの少なくとも１つを制御ユニット高電圧にすることと、前記複数のポートのうちの前記少なくとも１つ以外のものにおいて電圧を測定することと、を含む、パーソナル消費者製品。
2. 前記導通状態と前記非導通状態との間で前記複数のスイッチング素子それぞれのスイッチング機能を試験することと、前記複数のセンサそれぞれの温度検知機能を試験することとは、前記複数のポートのうちの１つにおいて少なくとも１つの電圧レベルを測定することを含む、請求項１に記載のパーソナル消費者製品。
3. 前記導通状態と前記非導通状態との間で前記複数のスイッチング素子それぞれのスイッチング機能を試験することと、前記複数のセンサそれぞれの温度検知機能を試験することとは、前記複数のポートのうちの少なくとも１つを制御ユニット低電圧にすることと、前記複数のポートのうちの前記少なくとも１つ以外のものにおいて電圧を測定することと、を含む、請求項１または２に記載のパーソナル消費者製品。
4. 前記導通状態と前記非導通状態との間で前記複数のスイッチング素子それぞれのスイッチング機能を試験することと、前記複数のセンサそれぞれの温度検知機能を試験することとは、前記少なくとも１つの測定電圧から期待電圧レベルまでを含む、請求項２または３に記載のパーソナル消費者製品。
5. 第２の制御ユニットを更に備え、前記第２の制御ユニットは、前記複数のスイッチング素子のうちの少なくとも１つを導通状態と非導通状態との間で切り換える、請求項１〜４のいずれか一項に記載のパーソナル消費者製品。
6. 前記第２の制御ユニットは、単安定マルチバイブレータである、請求項５に記載のパーソナル消費者製品。
7. 前記診断ルーチンは、前記単安定マルチバイブレータにトリガパルスを印加することを含む、請求項６に記載のパーソナル消費者製品。
8. 前記第２の制御ユニットは電圧比較器である、請求項６に記載のパーソナル消費者製品。
9. 前記エネルギー放出素子は、前記電源と選択的な電気通信をしている期間にわたって閾値温度まで加熱する加熱素子である、請求項１〜４のいずれか一項に記載のパーソナル消費者製品。
10. 前記診断ルーチンは、前記期間が終わる前に終わる、請求項９に記載のパーソナル消費者製品。
11. 前記エネルギー放出素子は、発光ダイオード、加熱素子、及びレーザ素子のうちのいずれかである、請求項１〜１０のいずれか一項に記載のパーソナル消費者製品。
12. 前記導通状態と前記非導通状態との間で前記複数のスイッチング素子それぞれのスイッチング機能を試験することと、前記複数のセンサそれぞれの温度検知機能を試験することとは、
    ｉ．前記複数のスイッチング素子それぞれを導通状態に切り換えることと、
    ｉｉ．前記複数のスイッチング素子それぞれを非導通状態に切り換えることと、
    ｉｉｉ．前記複数のスイッチング素子の第１のサブセットを導通状態に切り換えて、前記複数のスイッチング素子の第２のサブセットを非導通状態に切り換えることと、のうちの少なくとも１つを含む、請求項１〜１１のいずれか一項に記載のパーソナル消費者製品。
13. 第１の熱制御回路と第２の熱制御回路とを更に備え、前記第１の熱制御回路は、前記複数のスイッチング素子のうちの少なくとも１つと前記複数のセンサのうちの少なくとも１つとを含み、前記第２の熱制御回路は、前記複数のスイッチング素子のうちの少なくとも異なる１つと前記複数のセンサのうちの少なくとも異なる１つとを含む、請求項１〜１２のいずれか一項に記載のパーソナル消費者製品。
14. 前記診断ルーチンを実行した後に、前記第１の制御ユニットは、前記診断ルーチンの結果に基づいて、前記エネルギー放出素子が前記電源と選択的な電気通信をしているか否かを判定する、請求項１〜１３のいずれか一項に記載のパーソナル消費者製品。

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