JP2008049974A - 電灯駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 電灯駆動装置に接続されている電灯の故障を正確に検出できるようにする。
【解決手段】 電灯駆動装置１に、複数の電灯１０Ｌ，１１Ｌ（１０Ｒ，１１Ｒ）と接続された半導体素子２（３）の電圧を検出する素子電圧検出手段６と、検出された電圧から半導体素子に流れる電流の推定値を求め、この推定値に基づいて電灯の故障の有無を判定する手段５とを備える。手段５は、電灯１０Ｌ，１１Ｌ（１０Ｒ，１１Ｒ）が全て点灯するときに半導体素子２（３）に流れる電流を基準値として求め、推定値が基準値を下回る場合に何れかの電灯に故障ありと判定する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、複数の電灯を１つの半導体素子を用いて点灯させる電灯駆動装置に関し、特に電灯の故障検出に関する。

従来、ＦＥＴなどの半導体素子が電灯を点灯させる電灯駆動装置に用いられているが、この電灯駆動装置において、電灯の断線などの故障を検出することが行われている。例えば特許文献１の技術では、ＦＥＴの電流検出用ソース端子から電流を取り出し、それを電流・電圧変換回路により電圧に変換して、この電圧が基準電圧を越えることで断線を検出している。又、特許文献２の技術では、バッテリ電圧、装置内の温度、及び周囲の温度の変動を考慮して基準電圧とＦＥＴの端子間電圧とを比較し、断線を検出するようにしている。
尚、特許文献１，２の技術では、スイッチを用いて左側を点灯させるか右側を点灯させるかを選択するようにしているが、例えば特許文献３に示すように、左右の方向指示ランプを、それぞれに対応するＭＯＳＦＥＴによって点灯駆動することもある。

特開平６−４８２４６号公報 特開平６−１３０１１２号公報 特開２０００−２６４１２７号公報

本発明の目的は、上記従来の技術に代わって、電灯の故障を正確に検出できるようにすることである。

上記の目的を達成するため、本発明は、並列に接続された複数の電灯を、１つの半導体素子を制御してバッテリから電力を供給し同時点灯させる電灯駆動装置であって、上記半導体素子の電圧を検出する素子電圧検出手段と、該素子電圧検出手段により検出される素子電圧から上記半導体素子に流れる電流の推定値を求める電流推定手段と、該電流推定手段により求められる推定値に基づいて上記電灯の故障の有無を判定する判定手段とを備え、上記電流推定手段は、上記半導体素子により上記電灯を点灯させる際に上記推定値を求めるものであり、且つ上記素子電圧が高いほど上記推定値を大きな値として求めるものであり、上記判定手段は、上記電灯が全て点灯するときに上記半導体素子に流れる電流を基準値として求め、該基準値を上記推定値が下回る場合に上記電灯に故障ありと判定するものであることを特徴とする構成としている。

このような本発明によれば、複数の電灯のうち少なくとも１つが故障していると、検出された半導体素子の電圧から求められる推定値が基準値を下回ることになり、故障ありと判定される。従って、電灯の故障を検出することができ、これを受けて必要な措置を行えるようになる。
例えば、上記電灯が車両に設けられる方向指示灯であれば、外部からの指示を受けて上記半導体素子を制御する制御手段が、上記電灯に故障ありと判定されない場合は、上記電灯が予め設定された第１の周期で点滅するよう上記半導体素子を制御し、上記電灯に故障ありと判定された場合は、上記電灯が上記第１の周期と異なる第２の周期で点滅するよう上記半導体素子を制御するようにすることで、電灯の故障を車両の乗員や周囲の人に対して知らせることができる。

上記の構成において、上記半導体素子自体の温度、又は上記半導体素子の周囲の温度を検出する温度検出手段を備えるものでは、上記電流推定手段は、上記温度が高いほど上記推定値を小さな値として求めるものとすることができる。

このようにすれば、半導体素子を使用して電灯を点灯させることや、周辺機器の発熱によって半導体素子の温度が上昇したとしても、それに応じて半導体素子に流れる電流の推定値が求められるので、正しく電灯の故障を判定することができる。

又、このようにする代わりに、上記の構成において、上記半導体素子自体の温度、又は上記半導体素子の周囲の温度を検出する温度検出手段を備えるものでは、上記判定手段は、上記温度が高いほど上記基準値を大きな値として求めるものとすることができる。

このようにすれば、半導体素子を使用して電灯を点灯させることや、周辺機器の発熱によって半導体素子の温度が上昇したとしても、それに応じて故障判定の基準とする基準値が求められるので、正しく電灯の故障を判定することができる。

更に、上記の構成において、上記バッテリの電圧を検出するバッテリ電圧検出手段を備えるものでは、上記電流推定手段は、上記バッテリ電圧が高いほど上記推定値を小さな値として求めるものとすることができる。

このようにすれば、バッテリの放電、充電によってバッテリ電圧の変動があったとしても、それに応じて半導体素子に流れる電流の推定値が求められるので、正しく電灯の故障を判定することができる。

又、このようにする代わりに、上記の構成において、上記バッテリの電圧を検出するバッテリ電圧検出手段を備えるものでは、上記判定手段は、上記バッテリ電圧が高いほど上記基準値を大きな値として求めるものとすることができる。

このようにすれば、バッテリの放電、充電によってバッテリ電圧の変動があったとしても、それに応じて故障判定の基準とする基準値が求められるので、正しく電灯の故障を判定することができる。

以上に説明したように、本発明によれば、複数の電灯のうち少なくとも１つが故障したことを検出することができる。更に、半導体素子自体、又は半導体素子の周囲の温度に応じて推定値か基準値を求めるようにすることで温度の変化を考慮でき、バッテリ電圧に応じて推定値か基準値を求めるようにすることでバッテリ電圧の変化を考慮できるので、故障検出の正確性を高めることができる。

以下、本発明を方向指示灯の駆動装置に適用した実施例を、図面を参照しながら説明する。

図１に示すように、この実施例に係る電灯駆動装置１は、車両の前側に設けられる方向指示灯１０Ｌ，１０Ｒと、車両の後側に設けられる方向指示灯１１Ｌ，１１Ｒとを点灯させるものであり、各方向指示灯と接続されている。車両の平面視左側に配される方向指示灯１０Ｌ，１１Ｌ、平面視右側に配される方向指示灯１０Ｒ，１１Ｒはそれぞれ並列接続されており、図示しないバッテリとも接続されている。尚、図１において、１２はこの車両を起動させるキースイッチである。

又、図１に示すように、電灯駆動装置１は、２つのＦＥＴ２，３と、これらをオン・オフさせるＦＥＴ駆動回路４と、このＦＥＴ駆動回路４を制御するＭＰＵ５とを備え、更に、各部の電圧を検出する電圧入力回路６と、ＦＥＴ２，３の周囲温度を検出する図示しない温度センサとを備える。

ＦＥＴ２，３は同じ特性を有するＭＯＳＦＥＴであり、ＦＥＴ２は方向指示灯１０Ｌ，１１Ｌを点灯させるために、図示しないバッテリと接続されると共に方向指示灯１０Ｌ，１１Ｌと接続され、又、ＦＥＴ３は方向指示灯１０Ｒ，１１Ｒを点灯させるために、図示しないバッテリと接続されると共に方向指示灯１０Ｒ，１１Ｒと接続されている。ＦＥＴ駆動回路４は、ＦＥＴ２，３それぞれのゲートに接続されており、ＭＰＵ５からの指令に従って電圧を印加して各ＦＥＴをオンとし、印加を止めて各ＦＥＴをオフとする。ＭＰＵ５は、各ＦＥＴの電圧ＶＴ、バッテリ電圧ＶＢ、及びＦＥＴ２，３のそれぞれの周囲温度Ｔに応じて方向指示灯の故障の有無を判定すると共に、その判定結果と、図示しない操作部材が操作されることによって与えられる指示信号に応じてＦＥＴ駆動回路４を制御する。電圧入力回路６は、図１に示すように、各ＦＥＴと方向指示灯とを接続するライン、及びキースイッチ１２が介設されたラインに接続されており、それぞれの電圧をＭＰＵ５へ入力する。

さて、図２に示すように、ＭＰＵ５は、キースイッチ１２がオンの状態で操作部材が操作されて方向指示が行われると（Ｓ１のＹＥＳ）、それが左右何れを指示するものであるかを判定する（Ｓ２）。
左を指示するものであれば（Ｓ２のＹＥＳ）、ＭＰＵ５は、図３に示すように、入力されるＦＥＴ２の電圧ＶＴと周囲温度ＴからＦＥＴ２に流れる電流ＩＴの推定値を算出する（Ｓ３）。つまり、ＩＴ（推定値）＝Ｋａ×ＶＴ（ＫａはＴの関数）が予め設定されており、この式により推定値が算出される。尚、図３においてＴ１＞Ｔ２＞Ｔ３であり、周囲温度Ｔが高いほど電流ＩＴの推定値はより小さな値として求められる（Ｉ１＜Ｉ２＜Ｉ３）。
又、ＭＰＵ５は、図４に示すように、入力されるバッテリ電圧ＶＢから故障判定に用いる電流ＩＴの基準値を算出する（Ｓ４）。つまり、ＩＴ（基準値）＝Ｉｂ＋Ｋｂ×ＶＢ（Ｉｂは初期値、Ｋｂは係数）が予め設定されており、この式により基準値が算出される。尚、図４において、Ｘは方向指示灯１０Ｌ，１１Ｌ（１０Ｒ，１１Ｒ）の２灯が点灯するときのバッテリ電圧ＶＢと電流ＩＴとの関係であり、この関係で基準値が算出される。又、Ｙは方向指示灯１０Ｌ，１１Ｌ（１０Ｒ，１１Ｒ）の何れか１灯のみが点灯するときの関係であり、Ｖ３はバッテリ電圧ＶＢの最大値である。この実施例では、方向指示灯が故障しているか否かにかかわらず、ＦＥＴに流れる電流ＩＴがＩ１３（１灯点灯時の最大値）以下となることがある。そのため、バッテリ電圧ＶＢが不明なときには基準値が０とされ、故障判定が実質的に行われない。
そして、ＭＰＵ５は、電流ＩＴの推定値と基準値とを算出すると両者を比較し、推定値＜基準値であれば故障ありと判定し、そうでなければ故障なしと判定する（Ｓ５）。

故障なしと判定した場合（Ｓ５のＮＯ）、ＭＰＵ５はＦＥＴ駆動回路４へ所定の点滅周期Ｃ１を指示し、ＦＥＴ駆動回路４は方向指示灯１０Ｌ，１１Ｌが点滅周期Ｃ１で点灯するようＦＥＴ２をオン・オフさせる（Ｓ６）。一方、故障ありと判定した場合（Ｓ５のＹＥＳ）、ＭＰＵ５はＦＥＴ駆動回路４へ所定の点滅周期Ｃ２（＜Ｃ１）を指示し、ＦＥＴ駆動回路４は方向指示灯１０Ｌ，１１Ｌが点滅周期Ｃ２で点灯するようＦＥＴ２をオン・オフさせる（Ｓ７）。このとき、実際に点灯するのは故障していない方向指示灯だけである。

Ｓ２において、右を指示するものであれば（Ｓ２のＮＯ）、ＭＰＵ５は、Ｓ３における処理と同様に、入力されるＦＥＴ３の電圧ＶＴと周囲温度ＴからＦＥＴ３に流れる電流ＩＴの推定値を算出する（Ｓ８）。又、ＭＰＵ５は、Ｓ４における処理と同様に、入力されるバッテリ電圧ＶＢから故障判定に用いる電流ＩＴの基準値を算出する（Ｓ９）。そして、ＭＰＵ５は、電流ＩＴの推定値と基準値とを比較し、推定値＜基準値であれば故障ありと判定し、そうでなければ故障なしと判定する（Ｓ１０）。

故障なしと判定した場合（Ｓ１０のＮＯ）、ＭＰＵ５はＦＥＴ駆動回路４へ点滅周期Ｃ１を指示し、ＦＥＴ駆動回路４は方向指示灯１０Ｒ，１１Ｒが点滅周期Ｃ１で点灯するようＦＥＴ３をオン・オフさせる（Ｓ１１）。一方、故障ありと判定した場合（Ｓ１０のＹＥＳ）、ＭＰＵ５はＦＥＴ駆動回路４へ点滅周期Ｃ２を指示し、ＦＥＴ駆動回路４は方向指示灯１０Ｒ，１１Ｒが点滅周期Ｃ２で点灯するようＦＥＴ３をオン・オフさせる（Ｓ１２）。このとき、実際に点灯するのは故障していない方向指示灯だけである。

従って、方向指示灯１０Ｌ，１１Ｌが故障していなければ、通常の点滅で車両の走行方向が左（左旋回）であることが示され、方向指示灯１０Ｌ，１１Ｌの何れかが故障していれば、通常よりも周期の短い点滅で示される。同様に、方向指示灯１０Ｒ，１１Ｒが故障していなければ、通常の点滅で車両の走行方向が右（右旋回）であることが示され、方向指示灯１０Ｒ，１１Ｒの何れかが故障していれば、通常よりも周期の短い点滅で示される。

このような実施例によれば、ＦＥＴ２に流れる電流ＩＴの推定値から方向指示灯１０Ｌ，１１Ｌの何れかが故障していることを検出でき、ＦＥＴ３に流れる電流ＩＴの推定値から方向指示灯１０Ｒ，１１Ｒの何れかが故障していることを検出できる。しかも、ＦＥＴ２の周囲温度Ｔに応じてＦＥＴ２に流れる電流ＩＴの推定値が求められ、ＦＥＴ３の周囲温度Ｔに応じてＦＥＴ３に流れる電流ＩＴの推定値が求められるので、温度の影響を考慮でき、又、バッテリ電圧ＶＢに応じて基準値が算出されるので、正しく故障の有無を判定することができる。もちろん、方向指示灯１０Ｌ，１１Ｌの何れか、又は方向指示灯１０Ｒ，１１Ｒの何れかに故障ありと判定された場合は、故障していない方向指示灯が通常よりも短い周期で点滅させられるので、故障していることを車両の乗員や周囲の人に対して知らせることができる。

尚、上記の実施例では、ＦＥＴ２，３それぞれの周囲温度Ｔを検出するようにしているが、ＦＥＴ２，３の表面温度を検出するようにしてもよく、１つの温度センサでＦＥＴ２，３の周囲温度を検出するようにしてもよい。又、上記の実施例では、ＦＥＴ２，３は同じタイプの素子であるが、それぞれ異なる特性を持つ素子としてもよく、その場合には各素子の特性に合わせて推定値や基準値を算出すればよい。

更に、上記の実施例では、ＦＥＴ２，３それぞれの周囲温度Ｔを用いて各ＦＥＴに流れる電流ＩＴの推定値を求めるようにしているが、これに代えて、検出される周囲温度Ｔ（表面温度）に応じて故障判定の基準値を算出するようにしてもよい。つまり、周囲温度Ｔ（表面温度）が高いほど基準値が大きな値となるように、基準値を周囲温度Ｔ（表面温度）の関数、又は周囲温度Ｔ（表面温度）とバッテリ電圧ＶＢの関数として設定しておき、それを用いて算出した結果を推定値と比較しても温度の影響を考慮することができる。

又更に、上記の実施例では、バッテリ電圧ＶＢを用いて故障判定の基準値を算出するようにしているが、これに代えて、検出されるバッテリ電圧ＶＢと各ＦＥＴの電圧ＶＴとに応じて各ＦＥＴに流れる電流ＩＴの推定値を求めるようにしてもよい。つまり、バッテリ電圧ＶＢが高いほど推定値が小さな値となるように、推定値をバッテリ電圧ＶＢとＦＥＴ電圧ＶＴの関数、又はバッテリ電圧ＶＢ及び周囲温度Ｔ（表面温度）とＦＥＴ電圧ＶＴの関数として設定しておき、それを用いて算出した結果を基準値と比較してもバッテリ電圧の影響を考慮することができる。

本発明の実施例に係るシステムの概略図である。 本発明の実施例の制御フロー図である。 本発明の実施例の制御特性図である。 本発明の実施例の制御特性図である。

符号の説明

１ 電灯駆動装置
２ ＦＥＴ
３ ＦＥＴ
４ ＦＥＴ駆動回路
５ ＭＰＵ
６ 電圧入力回路
１０Ｌ 左前の方向指示灯
１０Ｒ 右前の方向指示灯
１１Ｌ 左後の方向指示灯
１１Ｒ 右後の方向指示灯

Claims (5)

1. 並列に接続された複数の電灯を、１つの半導体素子を制御してバッテリから電力を供給し同時点灯させる電灯駆動装置であって、
   上記半導体素子の電圧を検出する素子電圧検出手段と、該素子電圧検出手段により検出される素子電圧から上記半導体素子に流れる電流の推定値を求める電流推定手段と、該電流推定手段により求められる推定値に基づいて上記電灯の故障の有無を判定する判定手段とを備え、
   上記電流推定手段は、上記半導体素子により上記電灯を点灯させる際に上記推定値を求めるものであり、且つ上記素子電圧が高いほど上記推定値を大きな値として求めるものであり、
   上記判定手段は、上記電灯が全て点灯するときに上記半導体素子に流れる電流を基準値として求め、該基準値を上記推定値が下回る場合に上記電灯に故障ありと判定するものであることを特徴とする電灯駆動装置。
2. 上記半導体素子自体の温度、又は上記半導体素子の周囲の温度を検出する温度検出手段を備え、
   上記電流推定手段は、上記温度が高いほど上記推定値を小さな値として求めるものであることを特徴とする請求項１に記載の電灯駆動装置。
3. 上記半導体素子自体の温度、又は上記半導体素子の周囲の温度を検出する温度検出手段を備え、
   上記判定手段は、上記温度が高いほど上記基準値を大きな値として求めるものであることを特徴とする請求項１に記載の電灯駆動装置。
4. 上記バッテリの電圧を検出するバッテリ電圧検出手段を備え、
   上記電流推定手段は、上記バッテリ電圧が高いほど上記推定値を小さな値として求めるものであることを特徴とする請求項１ないし請求項３の何れかに記載の電灯駆動装置。
5. 上記バッテリの電圧を検出するバッテリ電圧検出手段を備え、
   上記判定手段は、上記バッテリ電圧が高いほど上記基準値を大きな値として求めるものであることを特徴とする請求項１ないし請求項３の何れかに記載の電灯駆動装置。

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