(57)【要約】【課題】２つの負荷が直列に接続されている場合、どちらの負荷に故障が生じているのかを簡単な回路構成で診断することのできる故障診断装置を提供する。【解決手段】直列接続された２つの負荷１１，１２に電流を供給する電源回路１３と、直列接続された２個の抵抗Ｒ１，Ｒ２を有し、電源回路１３の出力電圧を検出すると共に、検出した電圧を抵抗Ｒ１，Ｒ２で分圧し出力する出力電圧検出部１４と、直列接続された２個の抵抗Ｒ３，Ｒ４を有し、負荷１１，１２の中間の電圧を検出すると共に、検出した電圧を抵抗Ｒ３，Ｒ４で分圧し出力する中間電圧検出部１５と、出力電圧検出部１４で分圧したときの基準出力電圧、及び中間電圧検出部１５で分圧したときの基準中間電圧が記憶され、出力電圧検出部１４からの出力信号と基準出力電圧とを比較すると共に、中間電圧検出部１５からの出力信号と基準中間電圧とを比較して、負荷１１，１２の故障の有無を判断する判断部とを備えた。【選択図】図１
2014067666.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直列に接続された２つの負荷に電流を供給する電源回路と、
直列接続された２個の抵抗を有し、前記電源回路の出力電圧を検出するとともに、検出した電圧を当該２個の抵抗で分圧して出力する出力電圧検出部と、
直列接続された２個の抵抗を有し、前記２つの負荷の中間の電圧を検出するとともに、検出した電圧を当該２個の抵抗で分圧して出力する中間電圧検出部と、
前記出力電圧検出部で分圧したときの基準出力電圧、及び前記中間電圧検出部で分圧したときの基準中間電圧が記憶されており、前記出力電圧検出部からの出力信号と前記基準出力電圧とを比較するとともに、前記中間電圧検出部からの出力信号と前記基準中間電圧とを比較して、前記各負荷の故障の有無を判断する判断部とを備えたことを特徴とする故障診断装置。
【請求項２】
前記出力電圧検出部内の２つの抵抗をＲ１，Ｒ２とし、前記中間電圧検出部内の２つの抵抗をＲ３，Ｒ４としたとき、Ｒ１：Ｒ２≒Ｒ３：Ｒ４が成り立つよう設定されていることを特徴とする請求項１に記載の故障診断装置。
【請求項３】
前記負荷は、ＬＥＤアレイであることを特徴とする請求項１又は２に記載の故障診断装置。
【請求項４】
前記各ＬＥＤアレイは、ＬＥＤが同数個ずつ直列に接続されて構成されていることを特徴とする請求項３に記載の故障診断装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の故障診断装置を搭載したことを特徴とする車両用灯具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は故障診断装置に係り、特にＬＥＤ(Light Emitting Diode：発光ダイオード)等の負荷の故障を診断する故障診断装置、及びその故障診断装置を搭載した車両用灯具に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、負荷として２個のＬＥＤを有する車両用灯具（例えば、前照灯）の場合、ＬＥＤの故障を診断するには、電源回路からＬＥＤへの供給電流が途絶して、電源回路の出力電圧が正常範囲を逸脱しているかどうかを検出することで、故障の有無を判断する方式が採用されている。
【０００３】
しかし、上記方式では、複数個のＬＥＤが直列接続されたＬＥＤアレイの場合、そのＬＥＤアレイの順方向電圧のばらつきが大きくなるため、２つのＬＥＤアレイを直列に接続した車両用灯具のときは、どちらのＬＥＤアレイが故障したのかの判別がつかない。また、２つのＬＥＤアレイを用いた場合、通常点灯時の温度変化におけるＬＥＤアレイ電圧を総合した値（＝出力電圧）はＬＥＤアレイ内の１個のＬＥＤ異常の電圧変化をもたらすため、異常・正常の判断が難しかった。
【０００４】
そこで、直列接続された７個のＬＥＤ（つまり、ＬＥＤアレイ）と、１個のＬＥＤとを直列に接続した車両用灯具において、ＬＥＤアレイと１個のＬＥＤとの接続点の電圧を検出するとともに、この検出電圧と、前記ＬＥＤアレイと１個のＬＥＤの全体に加わる電圧とを比較して、ＬＥＤアレイと１個のＬＥＤのどちらが故障しているかを判断することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２１０２１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１の技術では、ＬＥＤアレイと１個のＬＥＤとの接続点の電圧と、ＬＥＤアレイと１個のＬＥＤの全体に加わる電圧を異常検出回路に取り込んで、該異常検出回路の内部でＬＥＤアレイや１個のＬＥＤの異常の有無を検出するようにしているので、異常検出回路の回路構成が複雑化するとともに、装置全体のコスト高の要因となるという問題がある。
【０００７】
本発明の課題は、２つの負荷（例えば、ＬＥＤアレイ）が直列に接続されている場合、どちらの負荷に故障が生じているのかを簡単な回路構成で診断することのできる故障診断装置、及びその故障診断装置が搭載された車両用灯具を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、直列に接続された２つの負荷に電流を供給する電源回路と、直列接続された２個の抵抗を有し、前記電源回路の出力電圧を検出するとともに、検出した電圧を当該２個の抵抗で分圧して出力する出力電圧検出部と、直列接続された２個の抵抗を有し、前記２つの負荷の中間の電圧を検出するとともに、検出した電圧を当該２個の抵抗で分圧して出力する中間電圧検出部と、前記出力電圧検出部で分圧したときの基準出力電圧、及び前記中間電圧検出部で分圧したときの基準中間電圧が記憶されており、前記出力電圧検出部からの出力信号と前記基準出力電圧とを比較するとともに、前記中間電圧検出部からの出力信号と前記基準中間電圧とを比較して、前記各負荷の故障の有無を判断する判断部とを備えたことを特徴とする。
【０００９】
上記構成によれば、判断部は、出力電圧検出部からの出力信号と基準出力電圧とを比較するとともに、中間電圧検出部からの出力信号と基準中間電圧とを比較して、各負荷の故障の有無（つまり、２つの負荷のうち双方の負荷が故障、一方の負荷が故障で他方の負荷は故障していない、双方の負荷とも故障していない）を判断する。そのため、上記構成では、出力電圧検出部内や中間電圧検出部内の回路構成が複雑化することはなく、装置全体がコスト高になるのを抑制することができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１において、前記出力電圧検出部内の２つの抵抗をＲ１，Ｒ２とし、前記中間電圧検出部内の２つの抵抗をＲ３，Ｒ４としたとき、Ｒ１：Ｒ２≒Ｒ３：Ｒ４が成り立つよう設定されていることを特徴とする。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２において、前記負荷は、ＬＥＤアレイであることを特徴とする。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、請求項３において、前記各ＬＥＤアレイは、ＬＥＤが同数個ずつ直列に接続されて構成されていることを特徴とする。
【００１３】
請求項５に記載の発明は車両用灯具に関するもので、請求項１〜４のいずれか一項に記載の故障診断装置を搭載したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、２つの負荷（例えば、ＬＥＤアレイ）が直列に接続されている場合、どの負荷に故障が生じているのかを、簡単な回路構成で診断することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施例１による故障診断装置の概略構成を示す図である。
【図２】実施例２を示しており、故障診断装置を搭載した車両用灯具の概略構成図である。
【図３】従来技術による故障診断装置を搭載した車両用灯具の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施例を図面に従って説明する。
【実施例】
【００１７】
《実施例１》
図１は、実施例１による故障診断装置の概略構成を示す図である。この故障診断装置１０は、直列に接続された２つの負荷１１，１２に電流を供給する電源回路１３と、電源回路１３の出力電圧を検出する出力電圧検出部１４と、直列に接続された負荷１１及び負荷１２の中間の電圧を検出する中間電圧検出部１５と、出力電圧検出部１４で分圧したときの基準出力電圧、及び中間電圧検出部１５で分圧したときの基準中間電圧が記憶されており、出力電圧検出部１４からの出力信号と基準出力電圧とを比較するとともに、中間電圧検出部１５からの出力信号と基準中間電圧とを比較して、各負荷１１，１２の故障の有無を判断する判断部１６とを備えている。なお、各負荷１１，１２は、電源回路１３から電流Ｉを供給されて動作する機能を有している。
【００１８】
電源回路１３には、入力側に＋Ｖ端子及びＧＮＤ端子が、出力側に電流供給線１７，１８が各々設けられている。そして、電流供給線１７，１８のうち、電流供給線１７は負荷１２に、電流供給線１８は負荷１１にそれぞれ接続されている。
【００１９】
電流供給線１７はプラス側、電流供給線１８はマイナス側であり、電源回路１３から供給される電流Ｉは矢印のように流れる。電流供給線１７と電流供給線１８との間（つまり、負荷１２のプラス側と負荷１１のマイナス側間）の電位差は、電源回路１３の出力電圧Ｖ１に等しい。
【００２０】
負荷１１と負荷１２とは連結線１９によって互いに連結されており、負荷１１，１２は、電流供給線１７、連結線１９及び電流供給線１８により直列に接続されている。
【００２１】
出力電圧検出部１４は、電流供給線１７及び電流供給線１８に接続されている。また、中間電圧検出部１５は、負荷１１と負荷１２の間の連結線１９及び電流供給線１８に接続されている。
【００２２】
出力電圧検出部１４は、その内部に直列接続された２個の抵抗Ｒ１，Ｒ２を有し、電源回路１３の出力電圧Ｖ１を検出するとともに、その検出した出力電圧Ｖ１を２個の抵抗Ｒ１，Ｒ２で分圧して出力する。中間電圧検出部１５は、その内部に直列接続された２個の抵抗Ｒ３，Ｒ４を有し、負荷１１と負荷１２の間の中間電圧Ｖ２を検出するとともに、その検出した中間電圧Ｖ２を２個の抵抗Ｒ３，Ｒ４で分圧して出力する。なお、出力電圧検出部１４内の抵抗Ｒ１，Ｒ２及び中間電圧検出部１５内の抵抗Ｒ３，Ｒ４の各々の抵抗値比率を同じにするよう、（Ｒ１：Ｒ２≒Ｒ３：Ｒ４）が成り立つよう設定されており、判断部１６へは一定の割合で減算された電圧値が入力されるようになっている。この点については後述する。
【００２３】
出力電圧検出部１４で分圧された出力電圧Ｖ１の出力信号、及び中間電圧検出部１５で分圧された中間電圧Ｖ２の出力信号はそれぞれ判断部１６に取り込まれ、当該判断部１６は、出力電圧検出部１４からの出力信号及び中間電圧検出部１５からの出力信号に基づいて、各負荷１１，１２の故障の有無を判断する。判断部１６は、μＣ（マイクロコントローラ）で構成され、このμＣは、出力電圧検出部１４からの出力信号及び中間電圧検出部１５からの出力信号をＡ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換するためのＡＤポートを有している。
【００２４】
次に、本実施例における故障診断装置の作用を説明する。
【００２５】
先ず、判断部６における、各負荷１１，１２の故障の有無の判断方法について説明する。出力電圧検出部１４からの出力信号及び中間電圧検出部１５からの出力信号について、正常・異常の場合わけをすると、以下の(1)〜(4)の場合がある。
(1)出力電圧検出部１４からの出力信号が正常で、中間電圧検出部１５からの出力信号も正常の場合は、負荷１１，１２ともに故障していないと判断する。
(2)出力電圧検出部１４からの出力信号が正常で、中間電圧検出部１５からの出力信号が異常の場合は、負荷１２は故障していないが、負荷１１は故障していると判断する。
(3)出力電圧検出部１４からの出力信号が異常で、中間電圧検出部１５からの出力信号が正常の場合は、負荷１１は故障していないが、負荷１２が故障していると判断する。
(4)出力電圧検出部１４からの出力信号が異常で、中間電圧検出部１５からの出力信号も異常の場合は、負荷１１は確実に故障しており、負荷１２も故障している可能性が高いと判断する。
【００２６】
なお、出力電圧検出部１４からの出力信号は、抵抗Ｒ１，Ｒ２で分圧されているので、電源回路１３の出力電圧Ｖ１よりも小さく、例えば、分圧比（Ｒ１：Ｒ２）を（１：５）にしておけば、出力電圧Ｖ１が１８Ｖの場合でも、出力電圧検出部１４からの出力信号の電圧は３.６Ｖとなり、ＡＤポートとして５ＶμＣが用いられていても、ＡＤポートが破損されることは無い。
【００２７】
同様に、中間電圧検出部１５からの出力信号は、抵抗Ｒ３，Ｒ４で分圧されているので、負荷１１と負荷１２の間の中間電圧Ｖ２よりも小さく、例えば、分圧比（Ｒ３：Ｒ４）を（１：５）にしておけば、中間電圧Ｖ２が１０Ｖの場合でも、中間電圧検出部１５からの出力信号の電圧は２Ｖとなり、ＡＤポートとして５ＶμＣが用いられていても、ＡＤポートが破損されることは無い。
【００２８】
次に、出力電圧検出部１４からの出力信号及び中間電圧検出部１５からの出力信号が正常であるか、もしくは異常であるかの判定をどのようにして行うのかについて説明する。
【００２９】
判断部１６には、負荷１１及び負荷１２に印加される電圧（つまり、電源回路の出力電圧Ｖ１）を、出力電圧検出部１４内の抵抗Ｒ１，Ｒ２で分圧したときの基準電圧（これを基準出力電圧という）が記憶されている。また、判断部１６には、負荷１１に印加されている電圧（つまり、負荷１１と負荷１２の間の中間電圧Ｖ２）を、中間電圧検出部１５内の抵抗Ｒ３，Ｒ４で分圧したときの基準電圧（これを基準中間電圧という）も記憶されている。
【００３０】
そして、判断部１６は、出力電圧検出部１４からの実際に測定された電圧Ｖｆ（例えば、３.６Ｖ）と、判断部１６内に記憶された基準出力電圧とを比較して、比較結果が許容範囲内にあれば出力電圧検出部１４からの出力信号は正常であると判断し、許容範囲内になければ出力電圧検出部１４からの出力信号は異常であると判断する。
【００３１】
また、判断部１６は、中間電圧検出部１５からの実際に測定された電圧Ｖｆ’（例えば、２Ｖ）と、判断部１６内に記憶された基準中間電圧とを比較して、比較結果が許容範囲内にあれば中間電圧検出部１５からの出力信号は正常であると判断し、許容範囲内になければ中間電圧検出部１５からの出力信号は異常であると判断する。
【００３２】
判断部１６は、出力電圧検出部１４からの出力信号及び中間電圧検出部１５からの出力信号の少なくとも一方が異常であると判断したときは、警報信号（ＷＮＧ）を車両へ連絡する。その信号を用い、音や光で運転者に灯具故障を報告する。
【００３３】
本実施例によれば、出力電圧検出部１４で分圧された電圧、及び中間電圧検出部１５で分圧された電圧がそれぞれ判断部１６に入力される構成であるから、判断部１６のＡＤポートに最大定格電圧を超える電圧が加わることは無く、ＡＤポートの破損を防ぐことができる。
【００３４】
また、本実施例によれば、負荷１１，１２が電圧異常を起こした場合の検出精度を向上させることができる。
【００３５】
《実施例２》
図２は実施例２を示しており、故障診断装置１０を搭載した車両用灯具の概略構成図である。故障診断装置１０は、直列に接続された２つのＬＥＤアレイ２１，２２に電流を供給する電源回路１３と、電源回路１３の出力電圧を検出する出力電圧検出部１４と、直列に接続されたＬＥＤアレイ２１及びＬＥＤアレイ２２の中間の電圧を検出する中間電圧検出部１５と、出力電圧検出部１４で分圧したときの基準出力電圧、及び中間電圧検出部１５で分圧したときの基準中間電圧が記憶されており、出力電圧検出部１４からの出力信号と基準出力電圧とを比較するとともに、中間電圧検出部１５からの出力信号と基準中間電圧とを比較して、各ＬＥＤアレイ２１，２２の故障の有無を判断する判断部１６とを備えている。
【００３６】
出力電圧検出部１４は、その内部に直列接続された２個の抵抗Ｒ１，Ｒ２を有し、電源回路１３の出力電圧Ｖ１を検出するとともに、その検出した出力電圧Ｖ１を２個の抵抗Ｒ１，Ｒ２で分圧して出力する。中間電圧検出部１５は、その内部に直列接続された２個の抵抗Ｒ３，Ｒ４を有し、ＬＥＤアレイ２１とＬＥＤアレイ２２の間の中間電圧Ｖ２を検出するとともに、その検出した中間電圧Ｖ２を２個の抵抗Ｒ３，Ｒ４で分圧して出力する。
【００３７】
本実施例では、上述したように、実施例１の負荷１１，１２として、ＬＥＤアレイ２１，２２が設けられている。ＬＥＤアレイ２１は４個のＬＥＤ２１ａ〜２１ｄを有し、これらＬＥＤ２１ａ〜２１ｄは直列接続されている。同様に、ＬＥＤアレイ２２は４個のＬＥＤ２２ａ〜２２ｄを有し、これらＬＥＤ２２ａ〜２２ｄは直列接続されている。
【００３８】
次に、本実施例における故障診断装置の作用を、従来例と比較しながら説明する。
【００３９】
図３は、従来技術による故障診断装置５を搭載した車両用灯具の概略構成図である。従来の故障診断装置５には、直列に接続された２つのＬＥＤアレイ１，２に電流を供給する電源回路３、電源回路３の出力電圧を検出する出力電圧検出部４、及び出力電圧検出部４からの出力信号に基づいてＬＥＤアレイ１，２の故障の有無を判断する判断部６が設けられている。
【００４０】
また、ＬＥＤアレイ１は４個のＬＥＤ１ａ〜１ｄを有し、これらＬＥＤ１ａ〜１ｄは直列接続されている。同様に、ＬＥＤアレイ２は４個のＬＥＤ２ａ〜２ｄを有し、これらＬＥＤ２ａ〜２ｄは直列接続されている。
【００４１】
図３の故障診断装置５において、電源回路３の出力電圧Ｖ１の通常範囲が２６〜３０Ｖであるとき、ＬＥＤアレイ１，２の全体には２６〜３０Ｖの電圧（Ｖｆ）がそのまま印加されることになる。
【００４２】
この電圧（Ｖｆ）はＬＥＤ１個あたりでは３.２５〜３.７５Ｖであるが、この３.２５〜３.７５Ｖは、ＬＥＤアレイ１，２の各々に印加される電圧（Ｖｆ）の通常範囲幅（３０−２６＝４Ｖ）よりも小さい。その結果、図３の故障診断装置５では、ＬＥＤアレイ１，２内のＬＥＤ１個の短絡故障を見分けることはできなくなる。
【００４３】
これに対し、本実施例に係る図２の故障診断装置１０においては、ＬＥＤアレイ２１とＬＥＤアレイ２２の中間の電圧を検出しているので、電源回路１３の出力電圧Ｖ１の通常範囲が２６〜３０Ｖであるとき、ＬＥＤアレイ１，２の各々には、１３〜１５Ｖの電圧（Ｖｆ）が印加されていることになる。
【００４４】
この電圧（Ｖｆ）はＬＥＤ１個あたりでは３.２５〜３.７５Ｖであるが、この３.２５〜３.７５Ｖは、ＬＥＤアレイ１，２の各々に印加される電圧（Ｖｆ）の通常範囲幅（１５−１３＝２Ｖ）よりも大きくなり、その結果、図２の故障診断装置１０では、ＬＥＤアレイ１，２内のＬＥＤ１個の短絡故障を容易に見分けることができる。
【００４５】
なお、本実施例の場合も、出力電圧検出部１４内の抵抗Ｒ１，Ｒ２及び中間電圧検出部１５内の抵抗Ｒ３，Ｒ４の各々の抵抗値比率を同じにするよう、（Ｒ１：Ｒ２≒Ｒ３：Ｒ４）が成り立つよう設定されており、判断部１６へは一定の割合で減算された電圧値が入力されるようになっている。
【００４６】
本実施例によれば、判断部１６をマイコンのＡＤポートとした場合、ＬＥＤ２１の電圧算出、及びＬＥＤ２１，２２のそれぞれの故障判断も容易となる。
【００４７】
また、本実施例によれば、ＬＥＤアレイ２１，２２が電圧異常を起こした場合の検出精度を向上させることができる。
【００４８】
以上、本発明の実施例を図面により詳述してきたが、上記各実施例は本発明の例示にしか過ぎないものであり、本発明は上記各実施例の構成にのみ限定されるものではない。本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても、本発明に含まれることは勿論である。
【００４９】
例えば、ＬＥＤアレイ２１，２２内のＬＥＤは４個に限らず、２個、３個又は５個以上あっても良い。この場合、各ＬＥＤを直列接続するのは当然である。
【符号の説明】
【００５０】
１０  故障診断装置
１１  負荷
１２  負荷
１３  電源回路
１４  出力電圧検出部
１５  中間電圧検出部
１６  判断部
２１  ＬＥＤアレイ（負荷）
２１ａ〜２１ｄ  ＬＥＤ
２２  ＬＥＤアレイ（負荷）
２２ａ〜２２ｄ  ＬＥＤ
Ｒ１〜Ｒ４  抵抗
【図１】
2014067666.tif 000003
【図２】
2014067666.tif 000004
【図３】
2014067666.tif 000005