特許 7228610 断線診断装置および断線診断方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-02-15

(45)【発行日】2023-02-24

(54)【発明の名称】断線診断装置および断線診断方法

(51)【国際特許分類】

   G01R 31/54 20200101AFI20230216BHJP

【ＦＩ】

G01R31/54

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2021033209

(22)【出願日】2021-03-03

(65)【公開番号】P2022134220

(43)【公開日】2022-09-15

【審査請求日】2022-03-07

(73)【特許権者】

【識別番号】520184767

【氏名又は名称】プライムプラネットエナジー＆ソリューションズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001195

【氏名又は名称】弁理士法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】片岡 全寛

(72)【発明者】

【氏名】福本 憲作

(72)【発明者】

【氏名】渡邊 泰盛

【審査官】島田 保

(56)【参考文献】

【文献】特開２０００－３５６５５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６１－００３０７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－２３０５６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－２４０８１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－２５６１５５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｒ ３１／５０－３１／７４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

抵抗とコンデンサとを含むフィルタを介してアナログ信号線に接続される入力ポートと、
前記入力ポートと電源との間に設けられる第１スイッチと、
前記入力ポートとグランドとの間に設けられる第２スイッチと、
前記アナログ信号線から前記入力ポートまでの間の断線の有無を判定する断線診断を行なう演算部とを備え、
前記演算部は、前記断線診断中において、
前記第１スイッチおよび前記第２スイッチが開いた状態における前記入力ポートの電圧を診断前電圧として測定し、
前記診断前電圧に基づいて前記第１スイッチおよび前記第２スイッチのどちらを診断用スイッチとするのかを決定し、
決定された前記診断用スイッチを第１時間継続して閉じた後、前記診断用スイッチを開き、
前記診断用スイッチを開いてから第２時間が経過した時点の前記入力ポートの電圧に基づいて前記断線の有無を判定する、断線診断装置。

【請求項2】

前記演算部は、前記電源の電圧よりも低い電圧を基準値として、前記診断前電圧が前記基準値以上である場合は前記第１スイッチを前記診断用スイッチとし、前記診断前電圧が前記基準値未満である場合は前記第２スイッチを前記診断用スイッチとする、請求項１に記載の断線診断装置。

【請求項3】

前記演算部は、前記電源の電圧よりも低い電圧を基準値として、前記診断前電圧が前記基準値以上である場合は前記第２スイッチを前記診断用スイッチとし、前記診断前電圧が前記基準値未満である場合は前記第１スイッチを前記診断用スイッチとする、請求項１に記載の断線診断装置。

【請求項4】

前記基準値は、前記電源の電圧の半分の値である、請求項２または３に記載の断線診断装置。

【請求項5】

前記演算部は、前記診断前電圧と前記電源の電圧との差が前記診断前電圧よりも大きい場合には前記第１スイッチを前記診断用スイッチとし、前記診断前電圧と前記グランドの電位との差が前記診断前電圧よりも小さい場合には前記第２スイッチを前記診断用スイッチとする、請求項１に記載の断線診断装置。

【請求項6】

抵抗とコンデンサとを含むフィルタを介してアナログ信号線に接続される入力ポートと、前記入力ポートと電源との間に設けられる第１スイッチと、前記入力ポートとグランドとの間に設けられる第２スイッチとを備える装置を用いて、前記アナログ信号線から前記入力ポートまでの間の断線の有無を判定する断線診断方法であって、
前記第１スイッチおよび前記第２スイッチが開いた状態における前記入力ポートの電圧を診断前電圧として測定するステップと、
前記診断前電圧に基づいて前記第１スイッチおよび前記第２スイッチのどちらを診断用スイッチとするのかを決定するステップと、
決定された前記診断用スイッチを第１時間継続して閉じた後、前記診断用スイッチを開くステップと、
前記診断用スイッチを開いてから第２時間が経過した時点の前記入力ポートの電圧に基づいて前記断線の有無を判定するステップとを含む、断線診断方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、アナログ信号線の断線の有無を判定する技術に関する。

【背景技術】

【0002】

たとえば特開昭６１－３０７３号公報（特許文献１）には、アナログ信号線と、アナログ信号線に接続されるマイコンとを備えるシステムにおいて、アナログ信号線とマイコンとの接続部分の電圧を判定用電圧として、判定用電圧に基づいてアナログ信号線の断線の有無を検出する断線診断処理を行なう方法が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開昭６１－３０７３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

アナログ信号線とマイコンとの間には、ノイズ対策用としてＲＣフィルタが配置されている場合がある。この場合、ＲＣフィルタに含まれるコンデンサの容量が大きいために、断線診断処理中において判定用電圧が収束するのに長い時間を要し、診断処理時間が長期化することが懸念される。

【0005】

本開示は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、アナログ信号線の断線診断に要する時間を短縮することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示による断線診断装置は、抵抗とコンデンサとを含むフィルタを介してアナログ信号線に接続される入力ポートと、入力ポートと電源との間に設けられる第１スイッチと、入力ポートとグランドとの間に設けられる第２スイッチと、アナログ信号線から入力ポートまでの間の断線の有無を判定する断線診断を行なう演算部とを備える。演算部は、断線診断中において、第１スイッチおよび第２スイッチが開いた状態における入力ポートの電圧を診断前電圧として測定し、診断前電圧に基づいて第１スイッチおよび第２スイッチのどちらを診断用スイッチとするのかを決定し、決定された診断用スイッチを第１時間継続して閉じた後、診断用スイッチを開き、診断用スイッチを開いてから第２時間が経過した時点の入力ポートの電圧に基づいて断線の有無を判定する。

【0007】

本開示による断線診断方法は、抵抗とコンデンサとを含むフィルタを介してアナログ信号線に接続される入力ポートと、入力ポートと電源との間に設けられる第１スイッチと、入力ポートとグランドとの間に設けられる第２スイッチとを備える装置を用いて、アナログ信号線から入力ポートまでの間の断線の有無を判定する断線診断方法である。この断線診断方法は、第１スイッチおよび第２スイッチが開いた状態における入力ポートの電圧を診断前電圧として測定するステップと、診断前電圧に基づいて第１スイッチおよび第２スイッチのどちらを診断用スイッチとするのかを決定するステップと、決定された診断用スイッチを第１時間継続して閉じた後、診断用スイッチを開くステップと、診断用スイッチを開いてから第２時間が経過した時点の入力ポートの電圧に基づいて断線の有無を判定するステップとを含む。

【発明の効果】

【0008】

本開示によれば、アナログ信号線の断線診断に要する時間を短縮することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】回路基板の構成の一例を模式的に示す図（その１）である。

【図2】断線診断処理の一例を示すフローチャート（その１）である。

【図3】断線診断処理中における入力ポートの電圧の変化の一例を示すタイミングチャート（その１）である。

【図4】断線診断処理の一例を示すフローチャート（その２）である。

【図5】断線診断処理中における入力ポートの電圧の変化の一例を示すタイミングチャート（その２）である。

【図6】回路基板の構成の一例を模式的に示す図（その２）である。

【図7】断線診断処理中における入力ポートの電圧の変化の一例を示すタイミングチャート（その３）である。

【図8】回路基板の構成の一例を模式的に示す図（その３）である。

【図9】断線診断処理中における入力ポートの電圧の変化の一例を示すタイミングチャート（その４）である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。

【0011】

＜全体構成＞
図１は、本実施の形態による回路基板１の構成の一例を模式的に示す図である。本実施の形態による回路基板１は、基板外部のサーミスタ２に接続される。なお、サーミスタ２は、温度に応じて抵抗値が変化する特性を有しており、対象物の温度検出などに用いることができる。

【0012】

回路基板１は、アナログ信号線ＬＡと、電源１３と、抵抗Ｒ２と、フィルタ（ＲＣフィルタ）Ｆと、制御装置１０とを備える。制御装置１０は、本開示による断線診断装置に対応し得る。

【0013】

アナログ信号線ＬＡの一端には、回路基板１の外部に設けられるサーミスタ２が接続される。電源１３は、抵抗Ｒ２を介してアナログ信号線ＬＡに接続される。アナログ信号線ＬＡには、電源１３の電圧Ｖを抵抗Ｒ２とサーミスタ２とによって分圧した電圧（アナログ信号）が印加される。したがって、アナログ信号線ＬＡの電圧は、サーミスタ２の抵抗値に応じて変化する。

【0014】

フィルタＦは、アナログ信号線ＬＡと制御装置１０との間に配置され、アナログ信号線ＬＡから制御装置１０に入力されるノイズを除去する。フィルタＦは、抵抗Ｒ１とコンデンサＣとの組合せによって実現され、抵抗Ｒ１の抵抗値とコンデンサＣの容量とによって決まるカットオフ周波数を超える周波数の信号を除去するローパスフィルタ（ＲＣフィルタ）として機能する。

【0015】

制御装置１０は、入力ポート１１と、電源１２と、プルアップ用の第１スイッチＳ１と、プルダウン用の第２スイッチＳ２と、内部グランド１５と、演算部２０とを含む。入力ポート１１は、フィルタＦを介して、アナログ信号線ＬＡに接続される。

【0016】

第１スイッチＳ１および第２スイッチＳ２は、電源１２と内部グランド１５との間に直列に接続される。入力ポート１１は、第１スイッチＳ１と第２スイッチＳ２との接続ノードに接続される。すなわち、第１スイッチＳ１は、入力ポート１１と電源１２との間に設けられる。第２スイッチＳ２は、入力ポート１１と内部グランド１５との間に設けられる。

【0017】

演算部２０は、入力ポート１１の電圧に基づいて、アナログ信号線ＬＡから入力ポート１１までの間の断線（たとえばフィルタＦに含まれる抵抗Ｒ１のオープン故障）の有無を判定する断線診断処理を実行する。

【0018】

＜断線診断処理＞
上述のように、アナログ信号線ＬＡと制御装置１０との間には、ノイズ対策用のフィルタＦが配置されている。後に詳述するように本実施の形態においては入力ポート１１の電圧（アナログ値）を用いて断線診断処理が行なわれるが、フィルタＦに含まれるコンデンサＣの容量が大きいために、断線診断処理中において入力ポート１１の電圧が収束するのに長い時間を要し、診断処理時間が長期化することが懸念される。

【0019】

そこで、本実施の形態による制御装置１０は、診断用のスイッチとして、上述の２つのスイッチ、すなわち、プルアップ用の第１スイッチＳ１とプルダウン用の第２スイッチＳ２とを備えている。そして、演算部２０は、実際の診断を行なう前に入力ポート１１の電圧を一度測定し、その測定値に応じて、診断に用いるスイッチを第１スイッチＳ１および第２スイッチＳ２のどちらにするのかを決定することで、診断処理時間を短縮する。

【0020】

図２は、演算部２０が行なう断線診断処理の一例を示すフローチャートである。なお、以下では、スイッチについて用いる「オフ状態」とはスイッチを開いた状態を意味し、「オン状態」とはスイッチを閉じた状態を意味する。

【0021】

まず、演算部２０は、診断前測定を行なう（ステップＳ１０）。具体的には、演算部２０は、第１スイッチＳ１および第２スイッチＳ２の双方をオフ状態にした状態で、入力ポート１１の電圧を測定する。以下では、ステップＳ１０の診断前測定で測定された入力ポート１１の電圧を「診断前電圧」とも称する。

【0022】

次いで、演算部２０は、電源１２の電圧Ｖの半分の値（＝Ｖ／２）を基準値として、診断前電圧が基準値Ｖ／２以上であるか否かを判定する（ステップＳ１２）。

【0023】

診断前電圧が基準値Ｖ／２以上である場合（ステップＳ１２においてＹＥＳ）、演算部２０は、診断に用いるスイッチを第１スイッチＳ１とする。具体的には、演算部２０は、第２スイッチＳ２をオフ状態に維持したまま、第１スイッチＳ１をオン状態にする（ステップＳ２０）。これにより、入力ポート１１が第１スイッチＳ１を介して電源１２に接続され、入力ポート１１に電源１２の電圧Ｖが印加される。

【0024】

次いで、演算部２０は、第１スイッチＳ１をオン状態に切り替えた時点から予め定められたオン継続時間（第１時間）が経過したか否かを判定する（ステップＳ２２）。オン継続時間が経過していない場合（ステップＳ２２においてＮＯ）、演算部２０は、処理をステップＳ２０に戻し、第１スイッチＳ１をオン状態に維持する。

【0025】

オン継続時間が経過した場合（ステップＳ２２においてＹＥＳ）、演算部２０は、第１スイッチＳ１をオフ状態に戻す（ステップＳ２４）。

【0026】

次いで、演算部２０は、第１スイッチＳ１をオフ状態に戻してから予め定められた待ち時間（第２時間）が経過したか否かを判定する（ステップＳ２６）。なお、待ち時間は、断線が生じていない正常時において入力ポート１１の電圧Ｖが定常値に収束するのに要する時間を考慮して決められる。

【0027】

待ち時間が経過していない場合（ステップＳ２６においてＮＯ）、演算部２０は、処理をステップＳ２６に戻し、待ち時間が経過するまで待つ。

【0028】

待ち時間が経過した場合（ステップＳ２６においてＹＥＳ）、演算部２０は、判定用測定を行なう（ステップＳ２８）。具体的には、演算部２０は、待ち時間が経過した時点の入力ポート１１の電圧を測定する。以下では、ステップＳ２０の判定用測定で測定された入力ポート１１の電圧を「判定用電圧」とも称する。

【0029】

次いで、演算部２０は、判定用電圧が第１閾値ＶＵ以上であるか否かを判定する（ステップＳ３０）。第１閾値ＶＵは、基準値Ｖ／２よりも大きく、かつ電圧Ｖ未満の値に設定される。たとえば、第１閾値ＶＵを、電圧Ｖ近傍の値（電圧Ｖよりも僅かに低い値）に設定してもよい。

【0030】

判定用電圧が第１閾値ＶＵ以上である場合（ステップＳ３０においてＹＥＳ）、演算部２０は、アナログ信号線ＬＡとの間で断線が生じていると判定する（ステップＳ６０）。判定用電圧が第１閾値ＶＵ未満である場合（ステップＳ３０においてＮＯ）、演算部２０は、アナログ信号線ＬＡとの間で断線が生じておらず、正常であると判定する（ステップＳ７０）。

【0031】

診断前電圧が基準値Ｖ／２未満である場合（ステップＳ１２においてＮＯ）、演算部２０は、診断に用いるスイッチを第２スイッチＳ２とする。具体的には、演算部２０は、第１スイッチＳ１をオフ状態に維持したまま、第２スイッチＳ２をオン状態にする（ステップＳ４０）。これにより、入力ポート１１が第２スイッチＳ２を介して内部グランド１５に接続され、入力ポート１１が接地される。

【0032】

次いで、演算部２０は、第２スイッチＳ２をオン状態に切り替えた時点から予め定められたオン継続時間が経過したか否かを判定する（ステップＳ４２）。ステップＳ４２で用いられるオン継続時間は、ステップＳ２２で用いられるオン継続時間と同じ値であっても異なる値であってもよい。オン継続時間が経過していない場合（ステップＳ４２においてＮＯ）、演算部２０は、処理をステップＳ４０に戻し、第２スイッチＳ２をオン状態に維持する。

【0033】

オン継続時間が経過した場合（ステップＳ４２においてＹＥＳ）、演算部２０は、第２スイッチＳ２をオフ状態に戻す（ステップＳ４４）。

【0034】

次いで、演算部２０は、第２スイッチＳ２をオフ状態に戻してから予め定められた待ち時間が経過したか否かを判定する（ステップＳ４６）。ステップＳ４６で用いられる待ち時間は、ステップＳ２６で用いられる待ち時間と同じ値であっても異なる値であってもよい。

【0035】

待ち時間が経過していない場合（ステップＳ４６においてＮＯ）、演算部２０は、処理をステップＳ４６に戻し、待ち時間が経過するまで待つ。

【0036】

待ち時間が経過した場合（ステップＳ４６においてＹＥＳ）、演算部２０は、判定用測定を行なう（ステップＳ４８）。具体的には、演算部２０は、待ち時間が経過した時点の入力ポート１１の電圧を判定用電圧として測定する。

【0037】

次いで、演算部２０は、判定用電圧が第２閾値ＶＤ以上であるか否かを判定する（ステップＳ５０）。第２閾値ＶＤは、基準値Ｖ／２よりも小さく、かつ０ボルト（グランドレベル）よりも大きい値に設定される。たとえば、第２閾値ＶＤを、０ボルト近傍の値（グランドレベルよりも僅かに高い値）に設定してもよい。

【0038】

判定用電圧が第２閾値ＶＤ以上である場合（ステップＳ５０においてＹＥＳ）、演算部２０は、アナログ信号線ＬＡとの間で断線が生じておらず、正常であると判定する（ステップＳ７０）。判定用電圧が第２閾値ＶＤ未満である場合（ステップＳ５０においてＮＯ）、演算部２０は、アナログ信号線ＬＡとの間で断線が生じていると判定する（ステップＳ６０）。

【0039】

図３は、断線診断処理中における入力ポート１１の電圧の変化の一例を示すタイミングチャートである。図３において、上側に本実施の形態（本開示）による変化が示され、下側に比較例による変化が示される。

【0040】

まず、時刻ｔ１にて、第１スイッチＳ１および第２スイッチＳ２をオフした状態で診断前電圧が測定され、診断前電圧と基準値Ｖ／２とが比較される。図３に示す例では、診断前電圧が基準値Ｖ／２よりも高く、０（グランドレベル）よりも電源１２の電圧Ｖに近いため、時刻ｔ１にて第１スイッチＳ１がオン状態にされる。これにより、入力ポート１１が電源１２に接続され、入力ポート１１の電圧は電圧Ｖに向けて上昇し始める。

【0041】

この際、断線時（たとえば抵抗Ｒ１のオープン故障時）には、入力ポート１１がアナログ信号線ＬＡから遮断された状態で、電源１２の電圧Ｖが第１スイッチＳ１を介してコンデンサＣに印加されることになる。これにより、コンデンサＣの両端電圧（すなわち入力ポート１１の電圧）が電圧Ｖに向けて増加し、やがて電圧Ｖにほぼ張り付いた状態となる。一方、正常時には、入力ポート１１はアナログ信号線ＬＡに接続されており、入力ポート１１にアナログ信号線ＬＡからの電圧が入力されている状態である。この影響で、入力ポート１１の電圧の上昇速度は、断線時に比べて低くなる。

【0042】

そして、時刻ｔ１からオン継続時間が経過した時刻ｔ２にて、第１スイッチＳ１はオフ状態に戻される。この際、断線時は、入力ポート１１がアナログ信号線ＬＡから遮断されているため、入力ポート１１の電圧は電圧Ｖに張り付いた状態で維持される。一方、正常時には、コンデンサＣの電荷が抵抗Ｒ１を通ってアナログ信号線ＬＡに流れ出て消費されるため、入力ポート１１の電圧は徐々に低下し、やがて診断前電圧のレベルに収束する。

【0043】

このような特性に鑑み、時刻ｔ２から待ち時間が経過した時刻ｔ３にて判定用電圧が測定される。そして、判定用電圧が第１閾値ＶＵ以上である場合は断線が生じていると判定される。判定用電圧が第１閾値ＶＵ未満である場合はアナログ信号線ＬＡが正常であると判定される。

【0044】

図３の下側には、上述したように比較例による変化が示される。この比較例では、本実施の形態による制御装置１０に対して、第１スイッチＳ１を備えずに第２スイッチＳ２のみを有する。そして、この比較例では、診断を行なう際には、時刻ｔ１から時刻ｔ４までの期間、第２スイッチＳ２をオン状態にし、その後の時刻ｔ５にて測定された判定用電圧を閾値ＶＤと比較することで断線診断が行なわれる。

【0045】

しかしながら、この比較例において、時刻ｔ１の診断前電圧が基準値Ｖ／２よりも大きい（すなわち０ボルトよりも電源１２の電圧Ｖに近い）ため、第２スイッチＳ２をオン状態にしてから入力ポート１１の電圧が０ボルト付近に低下するまでにはある程度の時間を要し、この時間を見越してオン継続時間を長めに設定しておく必要がある。その結果、診断処理時間が長期化してしまう。

【0046】

これに対し、本実施の形態による演算部２０は、判定用電圧を測定する前に診断前電圧を測定し、診断前電圧と基準値Ｖ／２とを比較した結果に応じて、診断に用いるスイッチを第１スイッチＳ１にするのか、それとも第２スイッチＳ２にするのかを決定する。そのため、断線診断の判定精度を確保しつつ、断線診断に要する時間を短縮することができる。

【0047】

具体的には、本実施の形態による演算部２０は、診断前電圧が基準値Ｖ／２以上である場合（すなわち診断前電圧が０ボルトよりも電源１２の電圧Ｖに近い場合）には第１スイッチＳ１をオン状態にして入力ポート１１の電圧を電圧Ｖに近づける。一方、診断前電圧が基準値Ｖ／２未満である場合（すなわち診断前電圧が電源１２の電圧Ｖよりも０ボルトに近い場合）には、演算部２０は、第２スイッチＳ２をオン状態にして入力ポート１１の電圧を０ボルトに近づける。これにより、比較例に比べて、入力ポート１１の電圧をより早期に電圧Ｖあるいは０ボルトに収束させることができるので、オン継続時間および待ち時間を短縮することができる。その結果、本実施の形態においては、比較例に比べて、診断処理に要する時間（オン継続時間および待ち時間を合計した判定時間）を短縮することができる。

【0048】

［変形例１］
上述の実施の形態においては、診断前電圧が基準値Ｖ／２以上である場合に第１スイッチＳ１を用いて断線診断を行ない、そうでない場合に第２スイッチＳ２を用いて断線診断を行なう。

【0049】

これに対し、診断前電圧が基準値Ｖ／２以上である場合に第２スイッチＳ２を用いて断線診断を行ない、そうでない場合に第１スイッチＳ１を用いて断線診断を行なうに変形してもよい。

【0050】

図４は、本変形例１による演算部２０が行なう断線診断処理の一例を示すフローチャートである。図４に示すフローチャートは、上述の図２に示すフローチャートのステップＳ２０，Ｓ２２，Ｓ２４，Ｓ２６，Ｓ３０，Ｓ４０，Ｓ４２，Ｓ４４，Ｓ４６，Ｓ５０を、それぞれステップＳ２０Ａ，Ｓ２２Ａ，Ｓ２４Ａ，Ｓ２６Ａ，Ｓ３０Ａ，Ｓ４０Ａ，Ｓ４２Ａ，Ｓ４４Ａ，Ｓ４６Ａ，Ｓ５０Ａに変更したものである。図４のその他のステップ（図２に示したステップと同じ番号を付しているステップ）については、既に説明したため詳細な説明はここでは繰り返さない。

【0051】

診断前電圧が基準値Ｖ／２以上である場合（ステップＳ１２においてＹＥＳ）、演算部２０は、診断に用いるスイッチを第２スイッチＳ２とする。具体的には、演算部２０は、第１スイッチＳ１をオフ状態に維持したまま、第２スイッチＳ２をオン状態にする（ステップＳ２０Ａ）。これにより、入力ポート１１が第２スイッチＳ２を介して内部グランド１５に接続され、入力ポート１１が接地される。

【0052】

次いで、演算部２０は、第２スイッチＳ２をオン状態に切り替えた時点から予め定められたオン継続時間が経過したか否かを判定する（ステップＳ２２Ａ）。

【0053】

第２スイッチＳ２をオン状態に切り替えた時点から予め定められたオン継続時間が経過した場合（ステップＳ２２ＡにおいてＹＥＳ）、演算部２０は、第２スイッチＳ２をオフ状態に戻す（ステップＳ２４Ａ）。

【0054】

次いで、演算部２０は、第２スイッチＳ２をオフ状態に戻してから予め定められた待ち時間が経過したか否かを判定する（ステップＳ２６Ａ）。

【0055】

待ち時間が経過した場合（ステップＳ２６ＡにおいてＹＥＳ）、演算部２０は、入力ポート１１の電圧を判定用電圧として測定する（ステップＳ２８）。

【0056】

次いで、演算部２０は、判定用電圧が第２閾値ＶＤａ以上であるか否かを判定する（ステップＳ３０Ａ）。第２閾値ＶＤａは、基準値Ｖ／２よりも小さく、かつ０ボルト（グランドレベル）よりも大きい値に設定される。本変形例１においては、第２閾値ＶＤａを、上述の実施の形態で用いた第２閾値ＶＤ（たとえばグランドレベルよりも僅かに高い値）よりも、さらに高い値に設定される。

【0057】

判定用電圧が第２閾値ＶＤａ以上である場合（ステップＳ３０ＡにおいてＹＥＳ）、演算部２０は、アナログ信号線ＬＡとの間で断線が生じておらず、正常であると判定する（ステップＳ７０）。判定用電圧が第２閾値ＶＤａ未満である場合（ステップＳ３０ＡにおいてＮＯ）、演算部２０は、アナログ信号線ＬＡとの間で断線が生じていると判定する（ステップＳ６０）。

【0058】

診断前電圧が基準値Ｖ／２未満である場合（ステップＳ１２においてＮＯ）、演算部２０は、診断に用いるスイッチを第１スイッチＳ１とする。具体的には、演算部２０は、第２スイッチＳ２をオフ状態に維持したまま、第１スイッチＳ１をオン状態にする（ステップＳ４０Ａ）。これにより、入力ポート１１が第１スイッチＳ１を介して電源１２に接続され、入力ポート１１に電源１２の電圧Ｖが印加される。

【0059】

次いで、演算部２０は、第１スイッチＳ１をオン状態に切り替えた時点から予め定められたオン継続時間が経過したか否かを判定する（ステップＳ４２Ａ）。

【0060】

オン継続時間が経過した場合（ステップＳ４２ＡにおいてＹＥＳ）、演算部２０は、第１スイッチＳ１をオフ状態に戻す（ステップＳ４４Ａ）。

【0061】

次いで、演算部２０は、第１スイッチＳ１をオフ状態に戻してから予め定められた待ち時間が経過したか否かを判定する（ステップＳ４６Ａ）。

【0062】

待ち時間が経過した場合（ステップＳ４６ＡにおいてＹＥＳ）、演算部２０は、入力ポート１１の電圧を判定用電圧として測定する（ステップＳ４８）。

【0063】

次いで、演算部２０は、判定用電圧が第１閾値ＶＵａ以上であるか否かを判定する（ステップＳ５０Ａ）。第１閾値ＶＵａは、基準値Ｖ／２よりも大きく、かつ電圧Ｖ未満の値に設定される。本変形例１においては、第１閾値ＶＵａを、上述の実施の形態で用いた第１閾値ＶＵ（電圧Ｖよりも僅かに低い値）よりも、さらに低い値に設定される。

【0064】

判定用電圧が第１閾値ＶＵａ以上である場合（ステップＳ５０ＡにおいてＹＥＳ）、演算部２０は、アナログ信号線ＬＡとの間で断線が生じていると判定する（ステップＳ６０）。判定用電圧が第１閾値ＶＵａ未満である場合（ステップＳ５０ＡにおいてＮＯ）、演算部２０は、アナログ信号線ＬＡとの間で断線が生じておらず、正常であると判定する（ステップＳ７０）。

【0065】

図５は、本変形例１による断線診断処理による入力ポート１１の電圧の変化の一例を示すタイミングチャートである。図５において、上側に本変形例１による変化が示され、下側に比較例による変化が示される。

【0066】

図５に示す例では、時刻ｔ１にて測定された診断前電圧が基準値Ｖ／２よりも小さく、診断前電圧よりも診断前電圧と電源１２の電圧Ｖとの差分のほうが大きいため、第１スイッチＳ１をオン状態にする。これにより、入力ポート１１が電源１２に接続され、入力ポート１１の電圧は電圧Ｖに向けて上昇し始める。

【0067】

この際、入力ポート１１が、診断前電圧との電位差が小さい内部グランド１５ではなく、診断前電圧との電位差のより大きい電源１２に接続される。そのため、断線時の入力ポート１１の電圧は急速に電圧Ｖに近づき、正常時の入力ポート１１の電圧との間に大きさな差が早期に生じる。この特性に鑑みて、本変形例１で用いる第１閾値ＶＵａを、上述の実施の形態で用いた第１閾値ＶＵ（電圧Ｖよりも僅かに低い値）よりも、さらに低い値に設定することで、オン継続時間および待ち時間を短縮することができる。

【0068】

図５の下側には、比較例による変化が示される。この比較例において、時刻ｔ１で測定された診断前電圧が基準値Ｖ／２よりも小さく、診断前電圧と０ボルトとの差分が小さいため、入力ポート１１の電圧は緩やかにしか低下せず０ボルトに張り付くまでには時間がかかり、この時間を見越してオン継続時間を長めに設定しておく必要がある。その結果、診断処理時間が長期化してしまう。

【0069】

これに対し、本実施の形態による演算部２０は、診断前電圧が基準値Ｖ／２未満である場合（すなわち診断前電圧よりも診断前電圧と電圧Ｖとの差分のほうが大きい場合）には、第１スイッチＳ１をオン状態にして入力ポート１１に電圧Ｖを印加する。一方、診断前電圧が基準値Ｖ／２以上である場合（すなわち診断前電圧と電圧Ｖとの差分よりも診断前電圧のほうが大きい場合）には、演算部２０は、第２スイッチＳ２をオン状態にして入力ポート１１の電圧を０ボルトに近づける。これにより、比較例に比べて、入力ポート１１の電圧をより急速に電圧Ｖあるいは０ボルトに近づけることができるとともに、断線時の入力ポート１１の電圧と正常時の入力ポート１１の電圧との間に大きな差を早期に生じさせることができるため、オン継続時間および待ち時間を短縮することができる。その結果、本実施の形態においては、比較例に比べて、診断処理に要する時間を短縮することができる。

【0070】

［変形例２］
図６は、本変形例２による回路基板１Ａの構成の一例を模式的に示す図である。本実施の形態による回路基板１Ａは、基板外部の増幅器３に接続される。

【0071】

回路基板１Ａは、上述の図１に示す回路基板１に対して、電源１３および抵抗Ｒ２を取り除いて、抵抗Ｒ３を追加したものである。回路基板１Ａのその他の構成は、上述の図１に示す回路基板１と同じであるため、ここでの詳細な説明は繰返さない。

【0072】

アナログ信号線ＬＡの一端には、増幅器３が接続され、増幅器３からの電圧（アナログ信号）が入力される。また、アナログ信号線ＬＡは、抵抗Ｒ３を介してグランドに接続される。

【0073】

本変形例２による演算部２０は、上述の実施の形態で説明した断線診断処理（図２）、あるいは上述の変形例１で説明した断線診断処理（図４）と同様の処理を行なう。

【0074】

図７は、本変形例２による演算部２０が上述の変形例１で説明した断線診断処理（図４）を行なった場合の入力ポート１１の電圧の変化の一例を示すタイミングチャートである。

【0075】

回路基板１Ａにおいて、入力ポート１１の電圧は、アナログ信号線ＬＡから入力される信号の電圧となる。

【0076】

図７に示す例では、時刻ｔ１にて測定された診断前電圧が基準値Ｖ／２よりも低いため、第１スイッチＳ１がオン状態にされる。これにより、入力ポート１１が電源１２に接続され、入力ポート１１の電圧は電圧Ｖに向けて上昇し始める。

【0077】

この際、断線時（たとえば抵抗Ｒ１のオープン故障時）には、入力ポート１１がアナログ信号線ＬＡから遮断された状態であるため、入力ポート１１の電圧は電圧Ｖに向けて急速に上昇する。一方、正常時には、入力ポート１１はアナログ信号線ＬＡに接続されており、入力ポート１１にアナログ信号線ＬＡからの信号が入力されている状態であるため、入力ポート１１の電圧は診断前電圧から電圧Ｖに向けて上昇するが、その上昇速度は断線時よりも遅い。その結果、図７に示すように、断線時の入力ポート１１の電圧と正常時の入力ポート１１の電圧との間に大きな差が生じる。この特性に鑑みて、第１閾値ＶＵａを、上述の実施の形態で用いた第１閾値ＶＵ（電圧Ｖよりも僅かに低い値）よりも、さらに低い値に設定することで、オン継続時間および待ち時間を短縮することができる。

【0078】

［変形例３］
図８は、本変形例３による回路基板１Ｂの構成の一例を模式的に示す図である。回路基板１Ｂは、上述の図１に示す回路基板１に対して、サーミスタ２、電源１３および抵抗Ｒ２を取り除いて、電源１４および抵抗Ｒ４，Ｒ５を追加したものである。回路基板１Ｂのその他の構成は、上述の図１に示す回路基板１と同じであるため、ここでの詳細な説明は繰返さない。

【0079】

抵抗Ｒ４，Ｒ５は、電源１４とグランドとの間に直列に接続される。抵抗Ｒ４と抵抗Ｒ５との接続ノードの電圧は、電源１４の電圧（たとえば１２ボルト）を降圧した所定電圧Ｖａとなる。すなわち、抵抗Ｒ４，Ｒ５は、電源１４の電圧を所定電圧Ｖａに降圧するための分圧回路である。アナログ信号線ＬＡの一端は、抵抗Ｒ４と抵抗Ｒ５との接続ノードに接続され、所定電圧Ｖａの電圧が印加される。なお、所定電圧Ｖａは、制御装置１０内の電源１２の電圧（たとえば５ボルト）よりも低い値（たとえば１．５ボルト）である。

【0080】

本変形例３による演算部２０は、上述の実施の形態で説明した断線診断処理（図２）、あるいは上述の変形例１で説明した断線診断処理（図４）と同様の処理を行なう。

【0081】

図９は、本変形例３による演算部２０が上述の変形例１で説明した断線診断処理（図４）を行なった場合の入力ポート１１の電圧の変化の一例を示すタイミングチャートである。図９には、時刻ｔ１にて測定された診断前電圧が基準値Ｖ／２よりも低い所定電圧Ｖａである例が示されている。この場合、演算部２０は、第１スイッチＳ１をオン状態にして、入力ポート１１を電源１２に接続する。これにより、入力ポート１１の電圧は所定電圧Ｖａから電圧Ｖに向けて上昇し始める。

【0082】

この際、断線時（たとえば抵抗Ｒ１のオープン故障時）には、入力ポート１１がアナログ信号線ＬＡから遮断された状態であるため、入力ポート１１の電圧は所定電圧Ｖａから電圧Ｖに向けて急速に上昇する。一方、正常時には、入力ポート１１はアナログ信号線ＬＡに接続されており、入力ポート１１にアナログ信号線ＬＡからの信号が入力されている状態であるため、入力ポート１１の電圧は所定電圧Ｖａから電圧Ｖに向けて上昇するが、その上昇速度は断線時よりも遅い。その結果、図９に示すように、断線時の入力ポート１１の電圧と正常時の入力ポート１１の電圧との間に大きな差が生じる。正常時の所定電圧Ｖａが規定値であることがわかっている場合、第１閾値ＶＵａをさらに低い値に設定することで、オン継続時間および待ち時間を短縮することができる。

【0083】

［変形例４］
上述の実施の形態においては、診断前電圧と比較される基準値を、電源１２の電圧Ｖの半分の値（＝Ｖ／２）に設定した。

【0084】

しかしながら、基準値は、少なくとも電源１２の電圧Ｖよりも低い値（０～Ｖまでのいずれかの値）であればよく、必ずしも電源１２の電圧Ｖの半分の値に限定されるものではない。

【0085】

［変形例５］
上述の変形例１においては、診断前電圧と基準値Ｖ／２とを比較することによって、診断前電圧と電源１２の電圧Ｖとの差分が診断前電圧よりも大きいか否かを判定していた。

【0086】

しかしながら、基準値Ｖ／２を用いることなく、診断前電圧と電源１２の電圧Ｖとの差が診断前電圧よりも大きいか否かを直接的に判定するようにしてもよい。すなわち、診断前電圧と電源１２の電圧Ｖとの差分を算出し、算出された差分が診断前電圧よりも大きい場合には診断に用いるスイッチを第１スイッチＳ１とし、算出された差分が診断前電圧よりも小さい場合には診断に用いるスイッチを第２スイッチＳ２とするようにしてもよい。

【0087】

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本開示の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

【符号の説明】

【0088】

１，１Ａ，１Ｂ 回路基板、２ サーミスタ、３ 増幅器、１０ 制御装置、１１ 入力ポート、１２，１３，１４ 電源、１５ 内部グランド、２０ 演算部、Ｃ コンデンサ、Ｆ フィルタ、ＬＡ アナログ信号線、Ｒ１～Ｒ５ 抵抗、Ｓ１ 第１スイッチ、Ｓ２ 第２スイッチ。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】