JP2013032123A - ランプユニット故障検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ランプとその点灯駆動部を含むランプユニットにおいて、ランプの断線以外の原因による故障も検出することができるランプユニット故障検出装置を提供する。
【解決手段】ランプとランプを点灯駆動する点灯駆動部とを含むランプユニットと、ランプの光を受光する受光部と、ランプが点灯駆動しているか否かの情報を含むランプ点灯情報を取得するランプ点灯情報取得部と、受光部が受光した受光状態を取得する受光状態取得部と、ランプ点灯情報取得部が取得したランプ点灯情報と，受光状態取得部が取得した受光状態とに基づいて、ランプユニットの故障の有無を判定する故障判定部と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、ランプと、ランプを点灯駆動する点灯駆動部を含むランプユニットの故障を検出するためのランプユニット故障検出装置に関する。

車両にはヘッドランプ、フォグランプ、方向指示用ランプ、ブレーキランプ、バックランプ、車幅灯等各種ランプが備えられている。これらのランプ（主として電球）の中で、ヘッドランプのように車両前部のランプが切れた場合には比較的ドライバが認識し易く、また、方向指示ランプが切れた場合にはランプの点滅周期が変化するためドライバは早期に認識することができる。これに対してブレーキランプや、バックランプのような車両後部のランプが切れた場合には気がつきにくい。

そこで、目視によらずランプ切れを検出するため、ランプの発光の一部を光ファイバに入光させ、遠隔地点において受光するランプ切れ検知装置で、光ファイバの前後のいずれかにフィルタもしくはフィルタ回路を設けたものが考案されている（特許文献１参照）。

また、所定の時間間隔毎に送出されるパルスのパルス幅の間ランプをドライブ回路から切り放し、そのパルス幅の間にランプの導通の有無を検出することでランプ切れか否かを判定するランプ切れ検出回路が考案されている（特許文献２参照）。

また、カメラで撮影した車両周囲の画像データを、車両のランプの正常点灯時のデータと照合することで、ランプ切れか否かを判定する車両ランプ切れ報知システムが考案されている（特許文献３参照）。

また、ランプを点灯するためのスイッチの状態と、ランプの断線の検出状態とに基づいて、断線しているランプを特定する車両用ランプ断線警報装置が考案されている（特許文献４参照）。

また、交流または直流用のランプ駆動回路に、フォトダイオード、フォトトランジスタを抵抗と直列に組み合わせた直流信号検出部を直列に挿入してランプデータを検出し、この検出したランプデータを記憶部に記憶させたランプ点灯検出装置が考案されている（特許文献５参照）。

特開昭６１−２７３８９６号公報 特開昭６１−０８０７９４号公報 特開２０１０−００６２４９号公報 特開平０２−１７９５５１号公報 特開昭６４−０５７２９４号公報

近年、ランプとしてフィラメントのある電球の代わりにＬＥＤランプやＨＩＤランプなどが使用されている。これらの場合は、ランプ切れになった際に必ずしも断線の状態になったりランプの特性が変わったりせず、従来の方法で検出が困難な場合がある。また、ＬＥＤランプやＨＩＤランプの場合、ランプの特性上、ランプから比較的近くに駆動回路を設置する必要があり、その設置場所のスペースなどの制約から、駆動回路に従来のランプ切れ検出機能を持たせることが難しい場合がある。また、従来の方法では駆動するランプ毎に検出回路が必要であった。

また、従来の方法では、図７，図８のように、ランプあるいはその点灯回路に流れる電流あるいは電圧を測定して、ランプ切れを検出している。図７のランプ切れ検出回路２００では、電圧を測定してランプ切れを検出する例を示している。トランジスタＴｒ１がオフ状態となってランプＬ１が消灯状態のとき（図７の「ランプ出力ＯＦＦ時」に相当）、抵抗Ｒ１とトランジスタＴｒ１のエミッタ端子との接続点の電圧Ｖ（つま、ランプＬ１の両端に印加される電圧）を測定する。そして、電圧Ｖ＝０Ｖであれば、ランプは正常状態と判定し、電圧Ｖ＝１２Ｖ（＝＋Ｂ）であれば、ランプ切れ状態と判定する。

また、図８のランプ切れ検出回路３００では、電流を測定してランプ切れを検出する例を示している。トランジスタＴｒ２がオン状態となってランプＬ２が点灯状態のとき（図８の「ランプ出力ＯＮ時」に相当）、ランプＬ２に流れ込む電流Ｉを測定する。そして、電流Ｉが予め定められた値（正規電流）よりも大きいとき、ランプは正常状態と判定し、電流Ｉが正規電流よりも小さいとき、ランプ切れ状態と判定する。

しかし、図７および図８のいずれの例においても、ランプ（Ｌ１，Ｌ２）が断線しないと、ランプ切れを検出できない構成となっている。このため、ランプの輝度の低下等の、「断線はしていないが正常点灯していない」状況を検出することはできない。

また、これらのランプ切れ検出回路は、ランプ毎に設けなければならず、ランプ駆動回路あるいはランプユニットの大型化は避けられない。さらに、ランプの設置場所の制約により、ランプ切れ検出回路を設けることができないこともある。

さらに、特許文献３ではカメラを搭載する必要があり、他の車載装置に用いられるカメラを兼用するにしても、コストアップは避けられない。

上記問題点を背景として、本発明の課題は、ランプとその点灯駆動部を含むランプユニットにおいて、ランプの断線以外の原因による故障も検出することができるランプユニット故障検出装置を提供することにある。

課題を解決するための手段および発明の効果

上記課題を解決するためのランプユニット故障検出装置は、ランプとランプを点灯駆動する点灯駆動部とを含むランプユニットと、ランプの光を、受光信号として出力する受光部と、ランプが点灯駆動しているか否かの情報を含むランプ点灯情報を取得するランプ点灯情報取得部と、受光部が受光した受光信号を取得する受光信号取得部と、ランプ点灯情報取得部が取得したランプ点灯情報と，受光信号取得部が取得した受光信号とに基づいて、ランプユニットの故障の有無を判定する故障判定部と、を備えることを特徴とする。

上記構成によって、従来のランプ点灯回路における電圧値あるいは電流値を測定するランプ切れ検出方法とは異なり、ＬＥＤランプやＨＩＤランプの故障を検出することができる。また、ランプの受光信号を監視しているので、ランプの発光照度低下等の、いわゆる「ランプ切れ」以外の故障（例えば、点灯駆動部の故障）も検出することができる。さらに、故障判定部を点灯駆動部とは別個に設けることで、点灯駆動部を小型化・簡素化できる。従来のように、ランプ消灯時にランプ切れ検出を行わないため、ランプ消灯時の消費電流を低減することができる。

また、本発明のランプユニット故障検出装置における受光部は、光検出回路を含み、光検出回路はランプの光を検出し、その検出状態を受光信号として出力する。

フォトダイオードあるいはフォトトランジスタ等の光検出回路・光検出素子は、広く利用されている。上記構成によって、比較的安価に受光部を構成することができる。

また、本発明のランプユニット故障検出装置における受光部は、光ファイバおよび光検出回路を含み、光ファイバの一端にランプの光を入射させ、光ファイバの他の一端からの出射光を光検出回路が検出し、その検出状態を受光信号として出力する。

上記構成によって、ランプの近傍に光検出回路を配置できない場合でも、ランプの点灯状態を検出することができる。また、1本の光ファイバを用いて、入射光を多重化して送る場合は、光検出回路が1個で済むので、部品コストを低減することができる。

また、本発明のランプユニット故障検出装置における光ファイバは、他の機器とデータ通信を行う通信用光ファイバを兼用できる。

例えば、車両ではＥＣＵと呼ばれる電子制御装置が数多く搭載され、これら送置換を光ファイバで接続して通信を行っている。上記構成によって、受光部〜故障判定部間の配線を減らすことができる。

また、本発明のランプユニット故障検出装置におけるランプには、他のランプとは異なるように駆動周波数が定められ、点灯駆動部は、駆動周波数に基づく発光態様でランプを点灯駆動する。

上記構成によって、駆動周波数により、点灯しているランプを特定することができ、複数のランプの故障を１つの故障判定部で同時に判定できる。

また、本発明のランプユニット故障検出装置におけるランプ点灯情報取得部は、ランプ点灯情報として駆動周波数を取得し、故障判定部は、駆動周波数と、受光信号に基づいて算出される周波数とを比較することで、ランプユニットの故障の有無を判定する。

上記構成によって、点灯駆動部にランプ切れ回路を設けることなく、またカメラを用いることなく、ランプユニットの故障の有無を判定することができる。

また、本発明のランプユニット故障検出装置におけるランプには、他のランプとは異なるように駆動周波数が定められ、駆動周波数の信号は予め定められた変調方式により、他のランプと識別可能な変調信号に変調され、点灯駆動部は、変調信号に基づく発光態様でランプを点灯駆動する。

上記構成によって、変調信号により、点灯しているランプを特定することができ、複数のランプの故障を１つの故障判定部で同時に判定できる。

また、本発明のランプユニット故障検出装置におけるランプ点灯情報取得部は、ランプ点灯情報として点灯しているランプの変調信号を取得し、故障判定部は、変調信号と、受光信号とを比較することで、ランプユニットの故障の有無を判定する。

上記構成によっても点灯駆動部にランプ切れ回路を設けることなく、またカメラを用いることなく、ランプユニットの故障の有無を判定することができる。

本発明のランプユニット故障検出装置の構成を示すブロック図。 故障検出処理を説明するフロー図。 周波数分析の詳細を説明する図。 周波数分析に必要なパラメータの一例を示す図。 本発明のランプユニット故障検出装置の構成の別例を示すブロック図。 光ファイバでの通信状態を示す図。 従来技術のランプ切れ検出装置の構成を示す図（電圧を測定）。 従来技術のランプ切れ検出装置の構成を示す図（電流を測定）。

以下、本発明のランプユニット故障検出装置について、車両の灯火装置に適用したものを、図面を用いて説明する。図１に、ランプユニット故障検出装置１の全体構成を表したブロック図を示す。ランプユニット故障検出装置１は、ランプユニットとしてブレーキランプの点灯駆動制御を行うブレーキランプ駆動ＥＣＵ１０，ヘッドライトの点灯駆動制御を行うヘッドライト駆動ＥＣＵ２０，ウインカーの点灯駆動制御を行うウインカー駆動ＥＣＵ３０を備え、さらに、これらランプユニットの故障検出を行う故障検出装置１００を備えている。

ブレーキランプ駆動ＥＣＵ１０は、駆動回路１１，１２およびその他の周辺回路を含んで構成されている。駆動回路１１，１２には、それぞれ、例えばＬＥＤランプであるブレーキランプ右１３，ブレーキランプ左１４が接続されている。また、各ブレーキランプの近傍（無論、ブレーキランプの照射範囲内）には、故障検出装置１００に接続されたフォトダイオード１５，１６が配置されている。

また、ブレーキランプ駆動ＥＣＵ１０は、周知のマイクロコンピュータ（図示せず）を備え、例えばブレーキペダル（図示せず）の踏み込みを検出したときに、ブレーキランプ１３，１４を点灯するように駆動回路１１，１２を制御する。

駆動回路１１，１２は、例えばデューティー比５０％のＰＷＭ信号、このＰＷＭ信号を周知のＣＲフィルタあるいはフル・ブリッジ回路を介して正弦波信号にしたもの、あるいは、この正弦波信号に周波数変調あるいは振幅変調を行った変調信号を生成し、これらの信号に基づいて、これらブレーキランプ１３，１４を点灯駆動する。これらの信号の周波数である駆動周波数は、ブレーキランプ１３，１４で、それぞれ１０００Ｈｚ，１５００Ｈｚである（図４参照）。無論、点灯時の光量，色等は法規に従うものであることは言うまでもない。また、周波数変調を行うときには、ブレーキランプ毎に搬送波の周波数を変える（以降のランプも同様）。なお、変調方法は、上述した以外の方法（位相変調等）を用いてもよい。

なお、駆動回路１１，１２が、本発明の点灯駆動部に相当する。また、ブレーキランプ右１３，ブレーキランプ左１４が、本発明のランプに相当する。また、フォトダイオード１５，１６が、本発明の受光部，光検出回路に相当する。そして、駆動回路１１と、駆動回路１１が点灯駆動するブレーキランプ右１３との組み合わせ、あるいは、駆動回路１２とブレーキランプ左１４との組み合わせのような、駆動回路とその駆動回路に接続されたランプとの組み合わせをランプユニットと称する。他のＥＣＵにおいても同様である。

フォトダイオード１５，１６は、それぞれ、ブレーキランプ１３，１４の発光状態を電圧として検出し、その電圧を受光信号として、ケーブル９０を介して故障検出装置１００に出力する。電圧を増幅してから故障検出装置１００に出力するようにしてもよい。ケーブル９０は、各フォトダイオードと故障検出装置１００とを個別に接続するもの（いわゆる、「直（じか）線」）でもよいし、全てのフォトダイオードの受光信号を１本のケーブルで出力する、あるいは、ブレーキランプ，ヘッドライト，ウインカー毎にまとめて出力するもの（計３本）でもよい。

また、ブレーキランプ駆動ＥＣＵ１０からは、ブレーキランプ点灯時には、各ランプのランプ駆動信号（本発明のランプ点灯情報）を故障検出装置１００に出力している。このランプ駆動信号は、上述のＰＷＭ信号あるいは正弦波信号（すなわち、変調前のもの）を用いる。

上述の例では、ブレーキランプは、左右に１個ずつ配置されているが、左右それぞれに複数個配置してもよい。この場合、駆動周波数は各ランプで異なる値を設定する。

ヘッドライト駆動ＥＣＵ２０は、駆動回路２１，２２およびその他の周辺回路を含んで構成されている。駆動回路２１，２２には、それぞれ、例えばＬＥＤランプあるいはＨＩＤランプであるヘッドライト右２３，ヘッドライト左２４が接続されている。また、各ヘッドライトの近傍には、故障検出装置１００に接続されたフォトダイオード２５，２６が配置されている。

また、ヘッドライト駆動ＥＣＵ２０は、周知のマイクロコンピュータ（図示せず）を備え、灯火装置の点灯／消灯を行う周知のライトスイッチ（図示せず）の操作に基づいて、ヘッドライト２３，２４の点灯／消灯あるいは、ハイビーム／ロービームの切り替えを行う。

駆動回路２１，２２は、上述の駆動回路１１，１２と同様の方法により、ヘッドライト２３，２４を点灯駆動する。なお、ヘッドライト２３，２４の駆動周波数は、それぞれ２０００Ｈｚ，２５００Ｈｚ（図４参照）である。

フォトダイオード２５，２６は、それぞれ、ヘッドライト２３，２４の発光状態を電圧として検出し、その電圧を受光信号として、ケーブル９０を介して故障検出装置１００に出力する。ケーブル９０の構成は、上述のフォトダイオード１５，１６の構成と同様である。また、ヘッドライト駆動ＥＣＵ２０からは、ヘッドライト点灯時には、ブレーキランプと同様に、各ヘッドライトのランプ駆動信号（本発明のランプ点灯情報）を故障検出装置１００に出力している。

なお、駆動回路２１，２２が、本発明の点灯駆動部，ランプユニットに相当する。また、ヘッドライト右２３，ヘッドライト左２４が、本発明のランプ，ランプユニットに相当する。また、フォトダイオード２５，２６が、本発明の受光部，光検出回路に相当する。

ウインカー駆動ＥＣＵ３０は、駆動回路３１，３２，３３，３４およびその他の周辺回路を含んで構成されている。駆動回路３１，３２，３３，３４には、それぞれ、例えばＬＥＤランプであるウインカー（ターンシグナルランプともいう）右前３５，ウインカー左前３６，ウインカー右後３７，ウインカー左後３８が接続されている。また、それぞれのウインカーの近傍には、故障検出装置１００に接続されたフォトダイオード３９，４０，４１，４２が配置されている。

また、ウインカー駆動ＥＣＵ３０は、周知のマイクロコンピュータ（図示せず）を備え、例えばライトスイッチと一体的に構成された周知のウインカースイッチ（図示せず）の操作に基づいて、ウインカー３５，３６，３７，３８の点滅／消灯の切り替えを行う。

駆動回路３１，３２，３３，３４は、上述の駆動回路１１，１２と同様の方法により、ウインカー３５，３６，３７，３８を点灯駆動する。なお、ウインカー３５，３６，３７，３８の駆動周波数は、それぞれ３０００Ｈｚ，３５００Ｈｚ，４０００Ｈｚ，４５００Ｈｚ（図４参照）である。無論、ウインカーの点滅周期は、法規に従うことは言うまでもないことである。

フォトダイオード３９，４０，４１，４２は、それぞれ、ウインカー３５，３６，３７，３８の発光状態を電圧として検出し、その電圧を受光信号として、ケーブル９０を介して故障検出装置１００に出力する。ケーブル９０の構成は、上述のフォトダイオード１５，１６の構成と同様である。また、ウインカー駆動ＥＣＵ３０からは、ウインカー点灯時には、ブレーキランプと同様に、各ウインカーのランプ駆動信号（本発明のランプ点灯情報）を故障検出装置１００に出力している。

なお、駆動回路３１，３２，３３，３４が、本発明の点灯駆動部，ランプユニットに相当する。また、ウインカー右前３５，ウインカー左前３６，ウインカー右後３７，ウインカー左後３８が、本発明のランプ，ランプユニットに相当する。また、フォトダイオード３９，４０，４１，４２が、本発明の受光部，光検出回路に相当する。

故障検出装置１００は、例えば、周知のマイクロコンピュータ，メモリ，およびその周辺回路を含むコンピュータハードウェアであり、これらの組み合わせにより、復調回路１０３，入力回路１０９，およびこれらが接続された判定回路１０１を構成している。なお、判定回路１０１が、本発明の比較部，故障判定部に相当する。

復調回路１０３は、ケーブル９０を介して入力された各ランプの受光信号のうちで、周波数変調あるいは振幅変調されたものを復調する。ＰＷＭ信号であるときには、正弦波に波形整形してもよい。復調の前あるいは後で信号の増幅を行ってもよい。複数の受光信号が１本のケーブルで送られてくるときには、周知のフーリエ変換により各受光信号の周波数成分を得て、ランプ毎に信号を分離する。なお、復調回路１０３が、本発明の受光信号取得部に相当する。

入力回路１０９は、各ＥＣＵからのランプ駆動信号が入力され、例えば信号の増幅あるいは波形整形を行って、判定回路１０１に出力する。なお、入力回路１０９が、本発明のランプ点灯情報取得部に相当する。

判定回路１０１は、復調回路１０３，入力回路１０９からの信号（受光信号，ランプ駆動信号）をデジタル値に変換するＡ／Ｄ変換回路を含んでいる。

また、故障検出装置１００には、例えば周知のＬＣＤおよびその周辺回路を含むメータ（警告装置）７０，異常記録ＥＣＵ８０が通信可能に接続されている。

メータ７０は、例えば、車速，エンジン回転数，水温等を表示する計器パネル（メータパネルともいう）で、燃料警告灯のように各ランプユニットの異常を示す警告灯を備えている。また、各種のメッセージを表示可能なＬＣＤを備える構成としてもよい。

異常記録ＥＣＵ８０は、例えば、センサやアクチュエータの異常等の、車両に発生した異常状態を記憶するためのものである。

図２を用いて、故障検出装置１００の判定回路１０１で実行される、故障検出処理について説明する。本処理はランプ毎に実行する。まず、判定回路１０１に含まれるメモリ（図示せず）上の未検出カウンタの値をリセット（初期化、例えばゼロクリア）する（Ｓ１１）。次に、入力回路１０９でいずれかのランプ駆動信号を検出したか否かを調べるランプ駆動信号検出待ち状態となる。ランプ駆動信号を検出しないとき（Ｓ１２：Ｎｏ）、ランプ駆動信号を検出するまで待つ。

一方、ランプ駆動信号を検出したとき（Ｓ１２：Ｙｅｓ）、復調回路１０３に入力されているランプの発光状態を示す受光信号に、該ランプ駆動信号の成分がどの程度含まれるかを計算する（Ｓ１３，詳細は後述）。

次に、上述のステップＳ１３での計算中に、該当するランプ駆動信号が途絶したか否か（つまり、該当する駆動回路によるランプの点灯駆動が停止したか否か）を調べる。例えば、予め定められた時間閾値を超えてランプ駆動信号が入力されないときに、ランプ駆動信号が途絶したと判定する。対象がウインカーのときは、点滅周期を考慮して時間閾値を設定する。ランプ駆動信号が途絶したと判定したとき（Ｓ１４：Ｙｅｓ）、上述のランプ駆動信号検出待ち状態に戻る。

一方、ランプ駆動信号が途絶していないと判定したとき（Ｓ１４：Ｎｏ）、上述のステップＳ１３での計算結果（周波数分析結果，詳細は後述）が予め定められたランプユニット故障判定閾値（図４参照，詳細は後述）を下回るか否かを判定する。ランプユニット故障判定閾値（図４では、「故障判定閾値」と略記）を上回ると判定したとき（Ｓ１５：Ｎｏ）、正常点灯と判定し、未検出カウンタの値をリセットし（Ｓ１８）、上述のランプ駆動信号検出待ち状態に戻る。

一方、ランプ故障判定閾値を下回ると判定したとき（Ｓ１５：Ｙｅｓ）、正常点灯ではないと判定し、未検出カウンタの値が予め定められた検出回数閾値（図４参照，詳細は後述）を超えるか否かを判定する。検出回数閾値を超えないと判定したとき（Ｓ１６：Ｎｏ）、未検出カウンタの値を１増やし（Ｓ１９）、上述のランプ駆動信号検出待ち状態に戻る。

一方、検出回数閾値を超えたと判定したとき（Ｓ１６：Ｙｅｓ）、該当するランプユニットが故障していると判定し、例えば、以下のうちの少なくとも１つを実行する（Ｓ１７）。
・メータ７０に、該当するランプユニットが故障している内容のメッセージを表示させるためのコマンドおよびデータを出力する。
・異常記録ＥＣＵ８０に、該当するランプユニットが故障していることを記憶させるためのコマンドおよびデータを出力する。
上述のコマンドおよびデータを、ランプユニット故障情報と称する。

図３を用いて、図２のステップＳ１３における計算例（周波数分析）について、ブレーキランプ１３を例に挙げて説明する。また、フォトダイオード１５と復調回路１０３とは、「直（じか）線」で接続されているものとする。さらに、ブレーキランプ駆動ＥＣＵ１０からのランプ駆動信号も、「直（じか）線」で入力回路１０９にされるものとする。フォトダイオード１５が、ブレーキランプ１３の光を受光すると、その光の照度に応じた受光信号（アナログ値）を出力する。

復調回路１０３で受光信号を復調すると、理論上は、駆動回路１１で生成された１０００Ｈｚの略正弦波信号となるが、実際にはノイズあるいはケーブル９０での伝送損失等により、図３の「受信波形」のようになる。

判定回路１０１では、復調回路１０３から出力される復調した受光信号（図３では、「受信波形」と表記）と、入力回路１０９から出力されるランプ駆動信号（図３では、「フィルタ」と表記）をサンプリングしてＡ／Ｄ変換する。なお、図３の、受信波形の「Ａ／Ｄ変換値」が受光信号のＡ／Ｄ変換値に相当し、フィルタの「乗数」がランプ駆動信号のＡ／Ｄ変換値に相当している。

図４に、例えば、判定回路１０１に含まれるメモリ（図示せず）に記憶された故障判定テーブルの内容の一例を示す。ランプ毎に、駆動周波数，周波数分析を行うために受光信号をサンプリングする時間であるフィルタ時間，ランプユニット故障判定閾値，検出回数閾値が設定されている。ここで、フィルタ時間＝５ｓとは、ランプ点灯時に５秒間連続して受光信号およびランプ駆動信号のサンプリングを行って、周波数分析を行うことを意味している。フィルタ時間が経過する前にランプが消灯したとき、図２のステップＳ１４の、ランプ駆動信号の途絶条件が成立する。

図４の例では、各ランプの点灯形態に応じて、判定時間ともいえるフィルタ時間，ランプユニット故障判定閾値，検出回数閾値が設定されている。ヘッドライト２３，２４、テールランプ（図示せず）では、フィルタ時間を比較的長く、ランプユニット故障判定閾値を比較的大きく，検出回数閾値を比較的小さく設定している。つまり、点灯時間が比較的長く、受光信号の波形の変動も比較的少ないため、やや厳しい条件の下で、１回のフィルタ時間で故障判定を行っている。

また、点滅周期が法規で定められているウインカー３５，３６，３７，３８では、フィルタ時間を点滅周期に合わせて設定している。また、点滅しているため、受光信号の波形の変動は比較的大きいと思われるので、ランプユニット故障判定閾値を比較的小さく、その代わりに検出回数閾値を比較的大きく設定している。

また、ブレーキランプ１３，１４では、点灯時間は一定しないがウインカーのように点滅しないため、フィルタ時間をウインカーよりも長いがヘッドライトよりも短く設定している。また、ランプユニット故障判定閾値をウインカーよりも大きいがヘッドライトよりも小さく設定している。また、検出回数閾値をウインカーよりも小さいがヘッドライトよりも大きく設定している。

図３の「フィルタ」で示しているものは、ブレーキランプ駆動ＥＣＵ１０から入力回路１０９を介して取得したランプ駆動信号（１０００Ｈｚ）に相当している。そして、例えば、以下のようにして、この「フィルタ（ランプ駆動信号）」と「受信波形（受光信号）」とを比較する。

まず、サンプリング開始タイミングであるサンプリング開始ポイントから、順次各サンプリングポイントにおける、受光信号のＡ／Ｄ変換値と、ランプ駆動信号のＡ／Ｄ変換値であるフィルタ乗数との積を求め、これら各サンプリングポイントで求めた積の、フィルタ時間内での総和（すなわち、周波数分析結果）を求める。

図２のステップＳ１５では、計算結果として、上述の周波数分析結果の値と、図４のランプユニット故障判定閾値とを比較する。

上述の周波数分析を用いると、ランプが正常点灯している（受光信号のレベルは正常）が、駆動回路の動作が正常でない（ランプ駆動信号のレベルが正常値よりも低い）場合も、ランプユニットの故障として検出できる。また、周波数分析時に、サンプリングデータから周波数を算出して、図４の故障判定テーブルに記憶されている駆動周波数と比較すれば、駆動回路の動作が正常でないこと（駆動周波数異常）を検出できる。この場合、例えば、周波数分析結果の値がランプユニット故障判定閾値を下回る、あるいは算出した周波数が駆動周波数と異なるときに未検出カウンタの値を１増やす。

また、複数のフォトダイオードからの受光信号が１本のケーブル（９０）で復調回路１０３に送られてくるときには、上述のようにフーリエ変換等で各周波数成分（すなわち、受光信号，「受信波形」）に分離する。そして、例えば、受光信号のゼロクロス点の間隔を測定して、その受光信号の周波数を概算する。同様に、複数のＥＣＵからのランプ駆動信号が１本のケーブルで入力回路１０９に送られてくるときにも、個々のランプ駆動信号に分離して周波数を算出する。そして、受光信号の周波数に近いランプ駆動信号を、そのランプのランプ駆動信号として、上述の周波数分析を行う。

（請求項の追加に対応する記載）
上述の周波数分析では、復調した受光信号と、入力回路１０９から出力される変調前のランプ駆動信号とを比較していたが、それぞれの信号の復調を行わずに比較してもよい。この場合、各ＥＣＵ（１０，２０，３０）からは、駆動回路（１１等）で生成した変調信号を、ランプ駆動信号として故障検出装置１００に出力する。発光信号は変調信号として復調回路１０３に入力されるが、復調回路１０３では復調を行わず、必要に応じて発光信号の増幅のみ行う。これにより、復調回路１０３を用いない構成とすることもできる。

図４の故障判定テーブルに、各ランプのランプ駆動信号のサンプリングデータ値（例えば１周期分）を記憶しておき、各ＥＣＵからは、ランプ駆動信号として、ランプが点灯状態か否かの情報を取得する構成としてもよい。そして、点灯状態にあるランプのランプ駆動信号のサンプリングデータ値を用いて上述の周波数分析を行う。こうすることで、ランプ駆動信号のＡ／Ｄ変換処理およびサンプリング処理を省くことができる。

図５を用いて、本発明のランプユニット故障検出装置の構成の別例について説明する。なお、本構成は、図１の変形例であるため、図１と同様の構成のものについては同一の符号を付与し、ここでの詳細な説明は割愛する。本実施例は、フォトダイオード（ＰＤともいう）の代わりに各ランプからの光を集光する集光器を設け、集光器からの光を故障検出装置１００へ送る伝送路として、ブレーキランプ駆動ＥＣＵ１０，ヘッドライト駆動ＥＣＵ２０，ウインカー駆動ＥＣＵ３０，故障検出装置１００，およびランプ駆動制御を行わない他のＥＣＵ５０，６０との間でデータ通信を行う光ファイバ９１を兼用することが主な特徴となっている。また、各ＥＣＵからのランプ駆動信号も、光ファイバ９１を介して故障検出装置１００へ送られる。

光ファイバ９１は、一方の端部が故障検出装置１００に接続されて各ランプからの光を出射し、他方の端部は、周知の光カプラを用いて分岐され、各ランプの集光器に接続されている。そして、集光器を介してランプの光が光ファイバ９１に入射される。また、集光器を用いず、各ランプの光を直接光ファイバ９１に入射するようにしてもよい。

ブレーキランプ１３，１４の近傍（概ねブレーキランプユニット内で、ブレーキランプの照射範囲内）には、それぞれ、例えば周知のフレネルレンズあるいはロッドレンズを用いた集光器１７，１８が取り付けられている。集光した光（すなわち、可視光、以降も同様）は、光ファイバ９１を介して故障検出装置１００へ送られる。図５の例では、集光器からの光を直接故障検出装置１００へ送っているが、ブレーキランプ駆動ＥＣＵ１０に周知の光増幅器を設け、集光した光を所定のレベルに増幅してから故障検出装置１００へ送ってもよい。なお、集光器１７，１８が、本発明の受光部に相当する。

ブレーキランプ駆動ＥＣＵ１０は、駆動回路１１，１２の他に、赤外線ＬＥＤ１９ａおよび赤外線フォトダイオード（以下、「赤外線ＰＤ」と表記）１９ｂを含む通信回路１９を備えている。通信回路１９は、各ＥＣＵ間でデータ通信を行うためのもので、データ送信時には赤外線ＬＥＤ１９ａを点滅駆動して赤外線信号を出力し、光ファイバ９１からの赤外線信号を赤外線ＰＤ１９ｂで受光して電気信号に変換する。赤外線通信のプロトコルは可視光のプロトコルとは違うものを使うことができる。

ヘッドライト２３，２４の近傍にも集光器２７，２８が取り付けられ、これら集光器からの光を故障検出装置１００へ送っている。また、ヘッドライト駆動ＥＣＵ２０は、赤外線ＬＥＤ２９ａおよび赤外線ＰＤ２９ｂを含む、各ＥＣＵ間でデータ通信を行うための通信回路２９を備えている。なお、集光器２７，２８が、本発明の受光部に相当する。

ウインカー３５，３６，３７，３８の近傍にも集光器４３，４４，４５，４６が取り付けられ、これら集光器からの光を故障検出装置１００へ送っている。また、ウインカー駆動ＥＣＵ３０は、赤外線ＬＥＤ４７ａおよび赤外線ＰＤ４７ｂを含む、各ＥＣＵ間でデータ通信を行うための通信回路４７を備えている。なお、集光器４３，４４，４５，４６が、本発明の受光部に相当する。

故障検出装置１００は、可視光ＰＤ１０２，赤外線ＰＤ１０４，受信回路１０５，赤外線ＬＥＤ１０６，送信回路１０７，通信コントローラ１０８をさらに備えている。

可視光ＰＤ１０２は、図１のフォトダイオード１５，１６，２３，２４，３９〜４２の代わりとなるもので、光ファイバ９１からの光信号のうち、可視光すなわちランプの光を検出して受光信号に変換し、復調回路１０３に出力する。復調回路１０３の動作は、図１と同様である。なお、可視光ＰＤ１０２が、本発明の受光部，光検出回路に相当する。

赤外線ＰＤ１０４，受信回路１０５，赤外線ＬＥＤ１０６，送信回路１０７，通信コントローラ１０８は、ブレーキランプ駆動ＥＣＵ１０等の通信回路に相当するものである。送信回路１０７は、通信コントローラ１０８の制御指令に基づき、データ送信時には赤外線ＬＥＤ１０６を点滅駆動する。

赤外線ＰＤ１０４は、光ファイバ９１からの赤外光のみを受光して電気信号に変換し、受信回路１０５に出力する。受信回路１０５は、その電気信号の増幅あるいは波形整形を行い通信コントローラ１０８に出力する。通信コントローラ１０８は、電気信号のうちで、上述のランプ駆動信号に相当するものを判定回路１０１に出力する。なお、赤外線ＰＤ１０４，受信回路１０５が、本発明のランプ点灯情報取得部に相当する。

図６に、光ファイバ９１における通信状態を示す。赤外光による通信データをＤ１〜Ｄ３で示し、可視光（ランプ）によるデータをＤＬ１，ＤＬ２で示している。このように、赤外光データおよび可視光データを混合して送信しても、それぞれの波長が異なり、赤外線ＰＤ１０４および可視光ＰＤ１０２では、対応する光の成分のみ検知するので、それぞれのデータ通信に問題は発生しない。なお、光ファイバ９１が、本発明の受光部に相当する。

図５の構成における、故障検出処理については、図２〜図４と同様である。

上述の各例では、故障検出装置１００を各ＥＣＵ（１０，２０，３０）とは別構成としたが、それぞれのＥＣＵに内蔵してもよい。この場合、各ＥＣＵとメータ７０あるいは異常記録ＥＣＵ８０とがネットワーク接続される。

車両以外のランプユニット故障検出装置にも適用可能である。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、これらはあくまで例示にすぎず、本発明はこれらに限定されるものではなく、特許請求の範囲の趣旨を逸脱しない限りにおいて、当業者の知識に基づく種々の変更が可能である。

１０ ブレーキランプ駆動ＥＣＵ
１１，１２ 駆動回路（点灯駆動部，ランプユニット）
１３ ブレーキランプ右（ランプ，ランプユニット）
１４ ブレーキランプ左（ランプ，ランプユニット）
１５，１６ フォトダイオード（受光部，光検出回路）
１７，１８ 集光器（受光部）
２０ ヘッドライト駆動ＥＣＵ
２１，２２ 駆動回路（点灯駆動部，ランプユニット）
２３ ヘッドライト右（ランプ，ランプユニット）
２４ ヘッドライト左（ランプ，ランプユニット）
２５，２６ フォトダイオード（受光部，光検出回路）
２７，２８ 集光器（受光部）
３０ ウインカー駆動ＥＣＵ
３１，３２，３３，３４ 駆動回路（点灯駆動部，ランプユニット）
３５ ウインカー右前（ランプ，ランプユニット）
３６ ウインカー左前（ランプ，ランプユニット）
３７ ウインカー右後（ランプ，ランプユニット）
３８ ウインカー左後（ランプ，ランプユニット）
３９，４０，４１，４２ フォトダイオード（受光部，光検出回路）
４３，４４，４５，４６ 集光器（受光部）
９１ 光ファイバ（受光部）
１００ 故障検出装置
１０３ 復調回路（受光信号取得部）
１０９ 入力回路（ランプ点灯情報取得部）
１０１ 判定回路（比較部，故障判定部）
１０２ 可視光ＰＤ（光検出回路）
１０４ 赤外線ＰＤ（ランプ点灯情報取得部）
１０５ 受信回路（ランプ点灯情報取得部）

Claims (8)

1. ランプと前記ランプを点灯駆動する点灯駆動部とを含むランプユニットと、
   前記ランプの光を受光し、受光信号として出力する受光部と、
   前記ランプが点灯駆動しているか否かの情報を含むランプ点灯情報を取得するランプ点灯情報取得部と、
   前記受光部が出力した受光信号を取得する受光信号取得部と、
   前記ランプ点灯情報取得部が取得した前記ランプ点灯情報と，前記受光信号取得部が取得した前記受光信号とに基づいて、前記ランプユニットの故障の有無を判定する故障判定部と、
   を備えることを特徴とするランプユニット故障検出装置。
2. 前記受光部は、光検出回路を含み、
   前記光検出回路は前記ランプの光を検出し、その検出状態を前記受光信号として出力する請求項１に記載のランプユニット故障検出装置。
3. 前記受光部は、光ファイバおよび光検出回路を含み、
   前記光ファイバの一端に前記ランプの光を入射させ、前記光ファイバの他の一端からの出射光を前記光検出回路が検出し、その検出状態を前記受光信号として出力する請求項１に記載のランプユニット故障検出装置。
4. 前記光ファイバは、他の機器とデータ通信を行う通信用光ファイバを兼用する請求項３に記載のランプユニット故障検出装置。
5. 前記ランプには、他のランプとは異なるように駆動周波数が定められ、
   前記点灯駆動部は、前記駆動周波数に基づく発光態様で前記ランプを点灯駆動する請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載のランプユニット故障検出装置。
6. 前記ランプ点灯情報取得部は、前記ランプ点灯情報として前記駆動周波数を取得し、
   前記故障判定部は、前記駆動周波数と、前記受光信号に基づいて算出される周波数とを比較することで、前記ランプユニットの故障の有無を判定する請求項５に記載のランプユニット故障検出装置。
7. 前記ランプには、他のランプとは異なるように駆動周波数が定められ、
   前記駆動周波数の信号は予め定められた変調方式により、他のランプと識別可能な変調信号に変調され、
   前記点灯駆動部は、前記変調信号に基づく発光態様で前記ランプを点灯駆動する請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載のランプユニット故障検出装置。
8. 前記ランプ点灯情報取得部は、前記ランプ点灯情報として点灯しているランプの前記変調信号を取得し、
   前記故障判定部は、前記変調信号と、前記受光信号とを比較することで、前記ランプユニットの故障の有無を判定する請求項７に記載のランプユニット故障検出装置。

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