JP5615388B2 - 車両用ｌｅｄ灯火装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両に搭載されたＬＥＤ灯火器の断線異常や短絡異常を検出するための装置に関し、特に、ＬＥＤ灯火器の点灯時における断線や短絡を検出する車両用ＬＥＤ灯火装置に関する。

従来、方向指示用灯体等の車両に搭載されたＬＥＤ灯火器の断線異常や短絡異常を検出する故障検出装置としては、例えば特許文献１に示されるように、各種構造が提案されている。これらＬＥＤ灯火器の故障検出装置は、基本的には、ＬＥＤ灯火器の両端に生じる電圧を検出することで断線や短絡の異常の有無を判別するものである。

特許第４４５９１４７号公報

しかしながら、車両に搭載されるＬＥＤ灯火器は、走行時において発電機で充電されるバッテリで点灯駆動が行われるため、電源電圧の変動が生じ易く、電源電圧のバラツキを考慮して断線・短絡の判別を行う必要があるので、断線異常や短絡異常の判定が困難であるという課題が存在した。
また、電流値によって断線異常や短絡異常を判断する場合、小電流で駆動されるＬＥＤは、断線や短絡による電流値の変化が小さいだけでなく、電源電圧のバラツキによっても電流値が変動するので、電流値による断線異常や短絡異常の判定が困難であるという現象が生じていた。

本発明は上記事情に鑑みて提案されたもので、ＬＥＤ灯火器を駆動する電源電圧に変動が生じた場合においても、電流値の検出による断線異常や短絡異常の判定を精度良く行うことができる車両用灯火器を提供することを目的としている。

上記目的を達成するため請求項１は、車両に搭載されたＬＥＤ灯火器（２０，３０）の駆動制御を行う駆動制御手段（５１）を備え、当該駆動制御手段（５１）は、前記ＬＥＤ灯火器（２０，３０）の断線又は短絡異常を検出する異常検出手段（６０）を備える車両用ＬＥＤ灯火装置において、次の構成を含むことを特徴としている。
前記異常検出手段（６０）は、前記ＬＥＤ灯火器（２０，３０）が前記駆動制御手段（５１）により駆動された時に、前記ＬＥＤ灯火器（２０，３０）に流れる電流値を検出する電流検出部（６１）と、前記電流検出部（６１）によって検出された電流値を所定の異常判別値と比較する比較部（６２）と、前記異常判別値を車両の電源電圧の変動によって持ち替える判別値持替部（６３）を備えている。
そして、前記判別値持替部（６３）によって持ち替えられた異常判別値と、検出された前記電流値に基づいて前記断線又は短絡異常の有無を判断する。

請求項２は、請求項１の車両用ＬＥＤ灯火装置において、前記異常判別値は、断線検出用の異常判別値と、短絡検出用の異常判別値とがそれぞれ設定されることを特徴としている。

請求項３は、請求項１の車両用ＬＥＤ灯火装置において、前記駆動制御手段（５１）は、運転者によって前記ＬＥＤ灯火器（２０，３０）の駆動操作がなされた時に、前記電源電圧に応じたパルス信号を出力するとともに当該パルス信号がオン状態の時に前記ＬＥＤ灯火器（２０，３０）が点灯状態になるように前記ＬＥＤ灯火器（２０，３０）を点滅駆動させる駆動部（６７）を備え、前記電流検出部（６１）は、前記パルス信号がオン状態時の前記電流値を検出することを特徴としている。

請求項４は、請求項３の車両用ＬＥＤ灯火装置において、前記パルス信号のオン状態は、所定のデューティ比に設定された複数の短パルスの集合体で構成され、前記電流検出部（６１）は、前記ＬＥＤ灯火器（２０，３０）の駆動操作に伴って出力されたパルス信号の最初のオン状態における前記複数の短パルスのうち、最初の短パルスのオン時の電流値を検出することを特徴としている。

請求項５は、請求項４の車両用ＬＥＤ灯火装置において、前記電流検出部（６１）は、前記最初の短パルスを含む所定数の短パルスのオン時の電流値を検出することを特徴としている。

請求項６は、請求項４または請求項５の車両用ＬＥＤ灯火装置において、前記駆動部（６７）は、前記ＬＥＤ灯火器（２０，３０）に印加される前記電源電圧に応じて、前記短パルスのデューティ比を変化させることを特徴としている。

請求項７は、請求項６の車両用ＬＥＤ灯火装置において、前記短パルスのデューティ比は、前記ＬＥＤ灯火器（２０，３０）に印加される前記電源電圧が大きくなるにつれて小さくなるように設定することを特徴としている。

請求項８は、請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の車両用ＬＥＤ灯火装置において、前記異常判別値は、短絡検出用の異常判別値について、前記ＬＥＤ灯火器（２０，３０）に印加される電源電圧に応じて変化する第１の異常判別値と、当該第１の異常判別値よりも大きく且つ固定値である第２の異常判別値とを備えることを特徴としている。

請求項９は、請求項８の車両用ＬＥＤ灯火装置において、前記ＬＥＤ灯火器（２０，３０）の点滅状態に合わせて点滅点灯されるインジケータ表示部（５８，５９）をメータ内に備え、前記ＬＥＤ灯火器（２０，３０）と前記インジケータ表示部（５８，５９）とが別系統で前記駆動制御手段（５１）に接続されることを特徴としている。

請求項１０は、請求項８または請求項９の車両用ＬＥＤ灯火装置において、前記車両のメータ内に、前記ＬＥＤ灯火器（２０，３０）の点滅状態に合わせて点滅点灯されるインジケータ表示部（５８，５９）を形成し、前記検出された電流値が前記第１の異常判別値よりも大きく、且つ前記第２の異常判別値よりも小さい時は、前記ＬＥＤ灯火器（２０，３０）と前記インジケータ表示部（５８，５９）の点滅周期を正常時の点滅周期よりも速めて駆動するとともに、前記検出された電流値が前記第２の異常判別値よりも大きい時は、前記ＬＥＤ灯火器（２０，３０）を消灯し、且つ前記インジケータ表示部（５８，５９）の点滅周期を正常時の点滅周期よりも速めて駆動することを特徴としている。

請求項１の構成によれば、電源電圧に応じて断線・短絡異常検出のための判別値を持ち替えるようにしたので、電源電圧がバラツキ易い車両搭載用のＬＥＤ灯火器（２０，３０）であっても、電流検出部（６１）によって検出された電流値の変化から精度良く断線・短絡異常を判別することができる。

請求項２の構成によれば、断線異常及び短絡異常をそれぞれ精度良く検出することができるとともに、例えば、断線が生じた時と、短絡が生じた時とで、ＬＥＤ灯火器（２０，３０）の駆動態様を異なるようにすることができる。

請求項３の構成によれば、ＬＥＤ灯火器（２０，３０）の点灯時であるパルス信号のオン状態時に合わせて異常有無の判断を行うので、灯火器を駆動する時に一緒に異常有無についての判断を行うことができる（消灯時は異常有無の判断を行わない）ため、無駄な電力消費を防止することができる。

請求項４の構成によれば、ＬＥＤ灯火器（２０，３０）に断線または短絡の異常が発生している場合に、最初のオン状態の中でも初期状態の時に素早くその異常を検出することができる。

請求項５の構成によれば、断線異常及び短絡異常の有無の判断精度を向上させることができる。

請求項６の構成によれば、電源電圧に応じて短パルスのデューティ比を変化させることで、例えば電源電圧の大きさに関わらず検出される電流値を一定にし易くなり、異常検出の有無の判断を行い易くすることができる。

請求項７の構成によれば、電源電圧の増加に伴う電流値の上昇を、短パルスのデューティ比を小さくすることで抑制することができ、電流値を安定させることができる。
特に、断線異常の有無の判断を行う場合においては、断線の異常判別値に対して正常時及び断線時の電流値を離反させることができるので判別の精度が向上できる。
また、短絡異常の有無の判断を行う場合においては、仮に短絡異常が発生している状態であっても、ＬＥＤ灯火器（２０，３０）に大きな短絡電流が流れるのを防止することができる。

請求項８の構成によれば、ＬＥＤ灯火器（２０，３０）が複数のＬＥＤで構成されているような場合、複数のＬＥＤの内の１灯が短絡している等の比較的に小さな短絡電流が流れる短絡異常と、ＬＥＤの全灯が短絡している等の比較的に大きな短絡電流が流れる短絡異常とを区別して検出することができる。

請求項９の構成によれば、ＬＥＤ灯火器（２０，３０）の駆動と、インジケータ表示部（５８，５９）の駆動とを別系統（２系統）にすることで、インジケータ表示部（５８，５９）の駆動がＬＥＤ灯火器の断線・短絡異常の有無の判定に影響が出ないようにすることができる。

請求項１０の構成によれば、電流値が第１の異常判別値よりも大きく、且つ第２の異常判別値よりも小さいような、小さな短絡電流である時は、ＬＥＤ灯火器（２０，３０）に大きな負荷がかかりにくいので、インジケータ表示部（５８，５９）の点滅周期を速めてユーザに知らせつつ、ＬＥＤ灯火器（２０，３０）の点滅周期を速めた状態で点滅駆動させるようにして、本来の灯火器としての機能を果たすことができる。
また、電流値が第２の異常判別値よりも大きな短絡電流である時は、直ちにＬＥＤ灯火器（２０，３０）を消灯してＬＥＤに負荷がかからないようにしつつ、インジケータ表示部（５８，５９）の点滅周期を速めてユーザに異常を知らせることができる。

本発明の車両用灯火装置が搭載された自動二輪車の側面図である。 本発明の車両用灯火装置の全体構成図である。 車両用灯火装置のウインカ制御部のブロック図である。 ウインカ制御部が出力する制御信号の波形図である。 ウインカ制御部に格納された異常検出値設定用のマップ作成のためのグラフを示すもので、（ａ）は断線判定マップ、（ｂ）は短絡判定マップである。 ウインカ制御部の他の例を示すブロック図である。 制御信号におけるデューティ比設定のためのグラフである。 デューティ比が可変である場合の異常検出値設定用のマップ作成のためのグラフを示すもので、（ａ）は断線判定マップ、（ｂ）は短絡判定マップである。 車両用灯火装置において異常検出処理を行うためのフローチャートである。

以下、図面を参照して本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る車両用ＬＥＤ灯火装置が適用された自動二輪車１の側面図である。
自動二輪車１は、車体前後方向に伸びる跨ぎ部１１の車幅方向左右に、乗員が足を乗せる低床フロア１２が設けられたスクータ型車両である。車体フレーム２の前端部には、ステアリングステム４を回動自在に軸支するヘッドパイプ３が結合されている。ステアリングステム４の上部には左右一対の操向ハンドル５が取り付けられている。操向ハンドル５の中央位置には、運転者に各種情報を視認させるため、スピードメータ、燃料計、距離計及び各種インジケータ等が配置されたメータ部５０が配設されている。ステアリングステム４の下部には、前輪ＷＦを回転自在に軸支する左右一対のフロントフォーク６（図示は片側のみ）が取り付けられている。フロントフォーク６には、前輪ＷＦを覆うフロントフェンダ７が取り付けられている。

ヘッドパイプ３の前方には、電力負荷としての補機類に電力を供給するバッテリ１９と、エンジンの点火装置や燃料噴射装置等を制御するＥＣＵ４０が配設されている。このバッテリ１９およびＥＣＵ４０を覆うように形成されるフロントカウル８には、ヘッドライト９およびウインドスクリーン１０が取り付けられている。ヘッドライト９の車幅方向両端部の内部にはフロントウインカ２０が配設されている。

車体フレーム２の後端部には、シートカウル１６およびシート１５を支持するリヤフレーム１７が結合されている。車両後端には、左右のリヤウインカ３０及びその中央に位置するテールランプ３１が配設されている。
燃料タンク１３は、跨ぎ部１１の内部で車体フレーム２を上方から覆うように配設されている。燃料タンク１３の後方には、後輪ＷＲが回転自在に軸支されたユニットスイング式のパワーユニット１４が取り付けられている。パワーユニット１４の後部には、ベルト式の無段変速機が内設された伝動ケース２４が一体に設けられており、この伝動ケース２４の上部にエアクリーナボックス２５が取り付けられている。パワーユニット１４は、リヤフレーム１７の前方側で揺動自在に軸支されると共に、リヤフレーム１７の後方側でリヤショック２６に吊り下げられるように支持されている。

本実施形態に係るパワーユニット１４は、駆動源としてのエンジンを始動するスタータモータ（セルモータ）およびエンジンの回転駆動力で発電する発電機とを一体にしたＡＣＧスタータモータ１８を備えている。なお、このスタータモータおよび発電機の構成は種々の変形が可能であり、例えば、スタータモータと発電機とを別個独立させて設けてもよい。また、ＡＣＧスタータモータ１８を補助モータとして使用し、走行時にエンジンおよびモータを併用するハイブリッド車両を構成することもできる。

次に、本発明の実施形態に係る車両用ＬＥＤ灯火装置について、図２を参照しながら説明する。図２は、車両用ＬＥＤ灯火装置全体のシステム構成を示すものである。
車両に搭載されたメータ部５０には、フロントウインカ（ＬＥＤ灯火器）２０及びリヤウインカ（ＬＥＤ灯火器）３０の点灯を制御するウインカ制御部（駆動制御手段）５１及び電源電圧調整部５２が内在されている。電源電圧調整部５２へは、バッテリ１９からメインスイッチ４２を介して電源電圧が供給され、電圧調整部５２で過電圧をカットすることで出力調整を行い、電源供給ライン５３の電圧を１０〜１６Ｖに調整する。電源供給ライン５３は、各フロントウインカ２０及びリヤウインカ３０の一端側に接続されている。フロントウインカ２０及びリヤウインカ３０は、それぞれ左右用に対応する左用フロントウインカ２０（Ｌ側ＦＲ）、左用リヤウインカ３０（Ｌ側ＲＲ）、右用フロントウインカ２０（Ｒ側ＦＲ）、右用リヤウインカ３０（Ｒ側ＲＲ）から構成されている。

各ウインカ２０，３０は、バッテリ１９に対して並列に接続されるとともに、左用フロントウインカ２０（Ｌ側ＦＲ）及び左用リヤウインカ３０（Ｌ側ＲＲ）の他端側は、左側ウインカ電流ライン５４を介して制御用スイッチであるＦＥＴ５５に接続され、右用フロントウインカ２０（Ｒ側ＦＲ）及び右用リヤウインカ３０（Ｒ側ＲＲ）の他端側は、右側ウインカ電流ライン５６を介して制御用スイッチであるＦＥＴ５７に接続されている。各フロントウインカ２０及びリヤウインカ３０は、抵抗Ｒ，４個の発光ダイオード，ダイオードをそれぞれ直列に接続して構成されている。

ＦＥＴ５５の制御線へは、ウインカ制御部５１から制御信号が供給されるように接続され、信号供給に伴いオン・オフ動作することで、左用フロントウインカ２０（Ｌ側ＦＲ）及び左用リヤウインカ３０（Ｌ側ＲＲ）がそれぞれ同時に点滅動作するように制御される。同様に、ＦＥＴ５７の制御線へは、ウインカ制御部５１から制御信号が供給されるように接続され、信号供給に伴いオン・オフ動作することで、右用フロントウインカ２０（Ｒ側ＦＲ）及び右用リヤウインカ３０（Ｒ側ＲＲ）がそれぞれ同時に点滅動作するように制御される。ＦＥＴ５５及びＦＥＴ５７の他端側は、それぞれ抵抗Ｒを介して接地されている。

バッテリ１９へは、走行に応じて発電するＡＣＧスタータモータ（発電機）１８からレギュレータ４４を介して充電される。また、バッテリ１９からの電源電圧は、メインスイッチ４２を介してヘッドライトやテールランプ等の各種負荷４５に接続されている。また、メインスイッチ４２には、右左折時に応じて運転者が切り換え操作を行うウインカスイッチ４６が接続されている。ウインカスイッチ４６の各選択端子は、それぞれウインカ制御部５１のポート１，２に接続されている。ウインカ制御部５１のポート３には、ウインカ制御部５１の駆動を行うため、電源供給ライン５３からの電源電圧が供給されている。
ウインカ制御部５１のポート４は前記したＦＥＴ５５の制御線に接続され、ウインカ制御部５１のポート５はＦＥＴ５７の制御線に接続されている。また、ウインカ制御部５１のポート６にはＦＥＴ５５のアース側が接続され、ポート７にはＦＥＴ５７のアース側が接続されている。

ウインカ制御部５１のポート８には、ウインカスイッチ４６で右側ウインカ選択時に、メータ部５０内でＬＥＤ灯火器の点滅状態に合わせて点滅する発光ダイオードで構成されたインジケータ（インジケータ表示部）５８が接続されている。同様に、ポート９には、ウインカスイッチ４６で左側ウインカ選択時に、メータ部５０内で点滅する発光ダイオードで構成されたインジケータ５９が接続されている。インジケータ５８及びインジケータ５９の他端側は、それぞれ抵抗Ｒを介して接地され、ＬＥＤ灯火器に対して別系統となるようウインカ制御部５１に接続されている。
ウインカ制御部５１によるＦＥＴ５５，５７の駆動（ポート４，５）と、インジケータ５８，５９の駆動（ポート８，ポート９）とが別系統で行われることで、ウインカ（灯火器）２０，３０の点滅と、インジケータ５８，５９の点滅とが別々の周期で行うことを可能としている。

したがって、運転者によってウインカスイッチ４６の操作（左側ウインカ選択または右側ウインカ選択）がなされた時に、ウインカ制御部５１は、ポート４またはポート５から制御信号（パルス信号）を出力し、パルス信号がオン状態（ＦＥＴ５５またはＦＥＴ５７がオン状態）の時にＬＥＤ灯火器２０，３０が点灯状態になるように点滅駆動させるとともに、右側ウインカ選択時点灯用のインジケータ５８または左側ウインカ選択時点灯用のインジケータ５９を点滅駆動させる。
また、電源供給ライン５３は、スピードメータ、タコメータ、燃料計、距離計等の各種メータ７０に接続され、これらを動作させるように構成されている。

次に、フロントウインカ（ＬＥＤ灯火器）２０及びリヤウインカ（ＬＥＤ灯火器）３０について、断線やショートによる異常を検出するためのウインカ制御部５１の構成について、図３を参照して説明する。
ウインカ制御部５１は、フロントウインカ（ＬＥＤ灯火器）２０及びリヤウインカ（ＬＥＤ灯火器）３０の異常を検出する異常検出手段６０と、電源電圧を検出する電源電圧検出部６５と、ウインカスイッチ４６で左右のどちらのウインカが選択されたかを検出するＳＷ入力検出部６６と、ウインカ（ＬＥＤ灯火器）２０，３０の点滅駆動及びインジケータ５８，５９の点滅駆動を制御するＬＥＤウインカ・インジケータ駆動部（駆動部）６７とから構成されている。

異常検出手段６０は、ウインカ（ＬＥＤ灯火器）２０，３０に流れる電流を検出する電流検出部６１と、検出された電流値と判別値との比較を行う比較部６２と、電源電圧の変動に対して異常判別値の持ち替えを行う判別値持替部６３と、異常判別値の持ち替えを行うための各種値のマップデータが記憶された記憶部６４とから構成されている。

電流検出部６１は、ウインカ制御部５１のポート６及びポート７を介して左側ウインカ電流ライン５４及び右側ウインカ電流ライン５６を流れる電流を検出することで、ウインカ（ＬＥＤ灯火器）２０，３０がＬＥＤウインカ・インジケータ駆動部（駆動部）６７により駆動された時に左右の各ウインカ（ＬＥＤ灯火器）に流れる電流値をそれぞれ検出し、各電流値を比較部６２に出力するように構成されている。

比較部６２は、電流検出部６１によって検出された各電流値と、異常判別値持替部６３で設定された所定の異常判別値との比較を行う。異常判別値は、断線検出用の異常判別値と、短絡検出用の異常判別値とが設定され、比較することで断線異常又は短絡異常の有無を判断することができる。具体的な断線異常又は短絡異常の有無の判断手法については後述する。

判別値持替部６３では、電源電圧検出部６５で検出された電源電圧がＬＥＤウインカ・インジケータ駆動部（駆動部）６７を介して入力され、ＬＥＤ灯火器に印加される電源電圧の変動に応じて各異常判別値を設定するようになっている。尚、電源電圧検出部６５で検出された電源電圧を、直接、判別値持替部６３に入力するように構成しても良い。各異常判別値（断検出線用異常判別値及び短絡検出用異常判別値）は、記憶部６４に予め記憶された断線マップ及び短絡マップに基づいて設定される。

記憶部６４には、判別値持替部６３により電源電圧の変動に応じて断線異常検出用判別値を設定するための断線マップ、及び、判別値持替部６３により電源電圧の変動に応じて短絡異常検出用判別値を設定するための短絡マップが格納されている。

電源電圧検出部６５は、ウインカ制御部５１のポート３を介して電源供給ライン５３から入力された電源電圧を検出する。
ＳＷ入力検出部６６は、ウインカ制御部５１のポート１及びポート２を介してウインカスイッチ４６で選択された入力側を検出する。
ＬＥＤウインカ・インジケータ駆動部（駆動制御手段）６７は、ウインカ制御部５１のポート４又はポート５に制御信号を出力することで、ＦＥＴ５５又はＦＥＴ５７をオン・オフ制御して左側ウインカ（ＬＥＤ灯火器）又は右側ウインカ（ＬＥＤ灯火器）を点滅駆動させるとともに、ポート８又はポート９を介してインジケータ５８，５９の点滅駆動を制御する。

ＬＥＤウインカ・インジケータ駆動部（駆動制御手段）６７からポート４又はポート５に出力される制御信号は、図４に示すように、オン・オフ状態を有するパルス信号で構成され、パルス信号のオン状態は、所定のデューティ比（６２．５％）に設定された複数の短パルスの集合体で構成されている。
そして、電流検出部６１では、ウインカ２０，３０の駆動操作に伴って出力されたパルス信号の最初のオン状態における複数の短パルスのうち、最初の短パルスのオン時の電流値を検出するようになっている。電流検出部６１は、最初の短パルスを含む所定数の短パルスのオン時の電流値を検出する。

次に、記憶部６４に格納されている断線異常検出用判別値を設定するための断線マップ、及び、短絡異常検出用判別値を設定するための短絡マップについて、図５を参照して説明する。この例の場合、図４の制御信号を構成する短パルスのデューティ比は、６２．５％に固定されている。

ＬＥＤ灯火器を構成するＬＥＤ１個の電圧降下Ｖｆについては、約２．０〜２．２Ｖの製造誤差がある。
例えば図２の左側ウインカ電流ライン５４に流れる電流Ｉ ₀ は、
正常時における電源電圧Ｖccが１２Ｖ、
ダイオードの電圧降下が０．６Ｖ、
Ｒが１３Ωとし、
ＬＥＤに生じる電圧降下Ｖｆが２．２Ｖである場合、
Ｉ ₀ ＝２系統×デューティ比0.625×｛Ｖcc−（Ｖｆ×４個＋ダイオードの電圧降下）｝／Ｒ
で算出され、０．２５Ａとなる。

（断線マップの例）
これに対して、ＬＥＤ灯火器の１灯側に断線が生じている場合、上の式において１系統分がなくなるので、左側ウインカ電流ライン５４に流れる電流Ｉ ₀ は半減する。
ＬＥＤ１個の電圧降下が２．０Ｖまたは２．２Ｖである場合において、正常時における電源電圧Ｖccが１０〜１２Ｖの範囲で、断線が生じない場合と、１系統に断線が生じた場合の電流値を計算して表示すると図５（ａ）のようなグラフとなる。
ＬＥＤ１個の電圧降下が２．０Ｖである場合、正常時の電流値がＡ線、１灯断線時の電流値がＡ´線となり、ＬＥＤ１個の電圧降下が２．２Ｖである場合、正常時の電流値がＢ線、１灯断線時の電流値がＢ´線となるので、正常時と断線時との中間位置に点線で表示された断線判断ラインＯが設定でき、各電源電圧Ｖccに対する変動する断線判断ラインＯに対応する値を断線の有無判断の閾値としての断線異常判別値とした断線マップを作成することができる。

（短絡マップの例）
これに対して、ＬＥＤ灯火器の１灯に短絡が生じている場合、上の式において１系統分の電流値について、ＬＥＤ１個がショートするため、流れる電流Ｉは、
デューティ比0.625×｛Ｖcc−（Ｖｆ×（４−３個）＋ダイオードの電圧降下）｝／Ｒ
で算出され、０．２３０７Ａとなる。
したがって、左側ウインカ電流ライン５４に流れる左側ウインカ２系統分の全体電流Ｉ ₀ は、
Ｉ ₀ ＝０．１２５（正常時の１系統分）＋０．２３０７（１灯短絡時）
≒０．３５６Ａとなる。
ＬＥＤ１個の電圧降下が２．０Ｖまたは２．２Ｖである場合において、正常時における電源電圧Ｖccが１０〜１２Ｖの範囲で、短絡が生じない場合と、ＬＥＤ１個に短絡が生じた場合の電流値を計算して表示すると図５（ｂ）のようなグラフとなる。
ＬＥＤ１個の電圧降下が２．０Ｖである場合、正常時の電流値がＣ線、ＬＥＤ１個短絡時の電流値がＣ´線となり、ＬＥＤ１個の電圧降下が２．２Ｖである場合、正常時の電流値がＤ線、ＬＥＤ１個短絡時の電流値がＤ´線となるので、正常時と短絡時との中間位置に点線で表示された短絡判断ラインＰが設定でき、各電源電圧Ｖccに対する変動する短絡判断ラインＰに対応する値を短絡の有無判断の閾値としての短絡異常判別値とした短絡マップを作成することができる。

続いて、フロントウインカ（ＬＥＤ灯火器）２０及びリヤウインカ（ＬＥＤ灯火器）３０について、断線やショートによる異常を検出するためのウインカ制御部５１の別の実施例の構成について、図６を参照して説明する。図６において、図３と同様の構成を採る部分については、同一符号を付している。
図６のウインカ制御部５１は、図３の構成に対して、ＬＥＤウインカ・インジケータ駆動部（駆動部）６７と記憶部６４とが信号線で接続され、ＬＥＤウインカ・インジケータ駆動部（駆動部）６７において、電源電圧検出部６５で検出された電源電圧の変動に応じて制御信号のデューティ比が設定できるように構成されている。

すなわち、図６の例では、ＬＥＤウインカ・インジケータ駆動部（駆動部）６７から出力される制御信号（図４）における短パルスのデューティ比が、ポート３を介して電源電圧検出手段６５で検出される電圧（ＬＥＤ灯火器に印加される電源電圧Ｖcc）に応じて変化するようになっている。
これに対応して記憶部６４において、ＬＥＤウインカ・インジケータ駆動部６７により出力される駆動信号のデューティ比を設定するためのデューティ比マップが格納されている。

デューティ比マップは、図７に示すように、短パルスのデューティ比が、ＬＥＤ灯火器２０，３０に印加される電源電圧Ｖccが大きくなるにつれて単調に小さくなるように設定されている。
具体的には、図７に示すように、電源電圧Ｖccが１０Ｖ，１１Ｖ，１２Ｖ，１３Ｖ，１４Ｖ，１５Ｖ，１６Ｖと上昇した場合、デューティ比は０．９９，０．９９，０．６２５，０．４５，０．３５，０．２９，０．２４６と変化するよう設定される。

次に、制御信号を構成する短パルスのデューティ比が変化する場合において、記憶部６４に格納されている断線異常検出用判別値を設定するための断線マップ、及び、短絡異常検出用判別値を設定するための短絡マップについて、図８を参照して説明する。

ＬＥＤ灯火器を構成するＬＥＤ１個の電圧降下Ｖｆについては、２．０〜２．２Ｖの製造誤差がある。
例えば図２の左側ウインカ電流ライン５４に流れる電流Ｉ ₀ は、
正常時における電源電圧Ｖccが１２Ｖ、
ＬＥＤに生じる電圧降下Ｖｆが２．２Ｖ、
ダイオードの電圧降下が０．６Ｖ、
Ｒが１３Ωとすると、
Ｉ ₀ ＝２系統×デューティ比×｛Ｖcc−（Ｖｆ×４個＋ダイオードの電圧降下）｝／Ｒ
で算出される。
デューティ比は、図７の電源電圧Ｖccの変動により算出された値となる。

（断線マップの例）
これに対して、ＬＥＤ灯火器の１灯側に断線が生じている場合、上の式において１系統分がなくなるので、左側ウインカ電流ライン５４に流れる電流Ｉ ₀ は半減する。
ＬＥＤ１個の電圧降下が２．０Ｖまたは２．２Ｖである場合において、正常時における電源電圧Ｖccが１０〜１２Ｖの範囲で、断線が生じない場合と、１系統に断線が生じた場合の電流値を計算して表示すると図８（ａ）のようなグラフとなる。制御信号を構成する短パルスのデューティ比を変化させた場合、正常時及び断線時の各電流値について、電源電圧Ｖccが一定値以上になった場合にほぼ直線状態にすることが可能となる。
ＬＥＤ１個の電圧降下が２．０Ｖである場合、正常時の電流値がＥ線、１灯断線時の電流値がＥ´線となり、ＬＥＤ１個の電圧降下が２．２Ｖである場合、正常時の電流値がＦ線、１灯断線時の電流値がＦ´線となるので、正常時と断線時との中間位置に点線で表示された断線判断ラインＱが設定でき、各電源電圧Ｖccに対する変動する断線判断ラインＱに対応する値を断線の有無判断の閾値としての断線異常判別値とした断線マップを作成することができる。

この例の場合、断線判断ラインＱについて、電源電圧Ｖccが１１ＶまではＶccに応じて断線異常判別値（検出閾値電流）が増加するようにし、電源電圧Ｖccが１１Ｖ以上では断線異常判別値（検出閾値電流）を０．２Ａに固定している。断線判断ラインＱは、Ｖccが１１Ｖの時に出力電流Ｉ ₀ が０．２Ａであり、Ｖccが１０Ｖの時に出力電流Ｉ ₀ が０．１４Ａであるので、出力電流Ｉ ₀ （Ａ）は、Ｖccを変数として０．０６Ｖｃｃ−０．４６で表わすことができる。
制御信号を構成する短パルスのデューティ比を変動させることにより、電源電圧Ｖccが変動しても断線判断ラインＱに対する正常時と断線時との差を大きく保持することができ、断線異常判別値としての検出閾値電流の設定をより一層容易にするとともに、電源電圧Ｖccが一定値以上の場合に固定値とすることができる。

（短絡マップの例）
これに対して、ＬＥＤ灯火器の１灯に短絡が生じている場合、上の式において１系統分の電流値について、ＬＥＤ１個がショートするため、流れる電流Ｉは、
デューティ比×｛Ｖcc−（Ｖｆ×（４−３個）＋ダイオードの電圧降下）｝／Ｒ
で算出される。
したがって、左側ウインカ電流ライン５４に流れる左側ウインカ２系統分の全体電流Ｉ ₀ は、
Ｉ ₀ ＝（正常時の１系統分に流れる電流）＋（１灯短絡時に流れる電流）
の値となる。
ＬＥＤ１個の電圧降下が２．０Ｖまたは２．２Ｖである場合において、正常時における電源電圧Ｖccが１０〜１２Ｖの範囲で、短絡が生じない場合と、ＬＥＤ１個に短絡が生じた場合の電流値を計算して表示すると図８（ｂ）のようなグラフとなる。
ＬＥＤ１個の電圧降下が２．０Ｖである場合、正常時の電流値がＧ線、ＬＥＤ１個短絡時の電流値がＧ´線となり、ＬＥＤ１個の電圧降下が２．２Ｖである場合、正常時の電流値がＨ線、ＬＥＤ１個短絡時の電流値がＨ´線となるので、正常時と短絡時との中間位置に点線で表示された短絡判断ラインＲが設定でき、各電源電圧Ｖccに対する変動する短絡判断ラインＲに対応する値を短絡の有無判断の閾値としての短絡異常判別値とした短絡マップを作成することができる。

制御信号を構成する短パルスのデューティ比を変動させることにより、図８（ｂ）のように電源電圧Ｖccの上昇に応じてウインカ電流ラインの電流値が高くなることがなく、短絡が発生した場合においても高電流が流れることを抑制することができる。

上述した各例の異常検出手段６０の短絡異常検出においては、ＬＥＤ灯火器に印加される電源電圧Ｖccに応じて短絡マップで設定される異常判別値（閾値となる電流値）により異常判断を行ったが、この値を第１の異常判別値とし、第１の異常判別値よりも大きく且つ固定値である第２の異常判別値を設定することで段階的な短絡状態を検出するように構成してもよい。
すなわち、第１の異常判別値による判断に先立ち、固定値である第２の異常判別値により短絡を判断することで、短絡電流値が大きく短絡箇所が多い場合を検出することができる。そして、第１の異常判別値及び第２の異常判別値による短絡検出を行うことにより、検出された電流値が第１の異常判別値よりも大きく、且つ前記第２の異常判別値よりも小さい時は、ウインカ制御部５１において、ＬＥＤ灯火器２０，３０とインジケータ５８，５９の点滅周期を正常時の点滅周期よりも速めて駆動し、検出された電流値が第２の異常判別値よりも大きい時は、ＬＥＤ灯火器２０，３０を消灯し、且つインジケータ５８，５９の点滅周期を正常時の点滅周期よりも速めて駆動する制御が行われる。

次に、本発明の車両用灯火装置の異常検出処理を行う場合の手順について、図９のフローチャートを参照しながら説明する。図９のフローチャートでは、ウインカ制御部５１の異常検出手段６０において、電源電圧Ｖccに応じた制御信号のデューティ比を設定し、短絡検出において第１の異常判別値及び第２の異常判別値を有して短絡検出する場合の例（異常検出手段６０の構成が図６のブロック図に対応）について説明する。

ウインカスイッチ４６が操作されると、ＳＷ入力検出部６６が入力信号を検出し、検出結果によりＬＥＤウインカ・インジケータ駆動部６７が左右のどちら側のＬＥＤ灯火器を点灯させるかの判断を行う（ステップ１０１）。
次に、ルーティン回数が１０回以上かどうかを判断する（ステップ１０２）。
ルーティン回数が１０回に満たない場合、電源電圧検出部６５にて電源電圧Ｖccを検出し（ステップ１０３）、ウインカ制御部５１からＦＥＴ５５またはＦＥＴ５７への制御信号を出力する（ステップ１０４）。

制御信号のオン出力のデューティ比は、電源電圧検出部６５で検出された電源電圧Ｖccに応じ図６のデューティ比マップから設定される（ステップ１０４）。
例えば、ウインカスイッチ４６により左側が選択された場合、左側用のフロントウインカ２０（Ｌ側ＦＲ）及びリヤウインカ３０（Ｌ側ＲＲ）を点滅させるためにＦＥＴ５５へ制御信号が出力され、ＦＥＴ５５が制御信号のパルスによりオン・オフ動作を行うことでフロントウインカ２０（Ｌ側ＦＲ）及びリヤウインカ３０（Ｌ側ＲＲ）に電源電圧Ｖccが印加されて点滅状態となる。
そして、フロントウインカ２０（Ｌ側ＦＲ）及びリヤウインカ３０（Ｌ側ＲＲ）に電源電圧Ｖccが印加されて点滅状態となった場合に、断線及び短絡検出処理が行われる。すなわち、ＬＥＤ灯火器（２０，３０）の点灯時であるパルス信号のオン状態時に合わせて異常有無の判断が行われ、灯火器を駆動する時に一緒に異常有無についての判断を行うことができるので、消灯時は異常有無の判断を行うことがなく、無駄な電力消費を防止することができる。

フロントウインカ２０（Ｌ側ＦＲ）及びリヤウインカ３０（Ｌ側ＲＲ）に電源電圧Ｖccが印加されて点滅状態となった場合には、先ず、短絡の有無についての異常検出が行われる。
ウインカ電流ライン５４を流れる出力電流Ｉ ₀ が電流検出部６１に検出され、比較部６２において短絡異常検出用（短絡電流が大きい場合の検出用）の電流固定値（後述する第１の異常判別値より大きな第２の異常判別値。例えば１．０（Ａ）。）と比較される（ステップ１０５）。
電流検出部６１は、ＬＥＤ灯火器の駆動操作に伴って出力されたパルス信号の最初のオン状態における前記複数の短パルスのうち、最初の短パルスのオン時の電流値を検出する。また、電流検出部６１は、最初の短パルスを含む所定数の短パルスのオン時の電流値を検出する。

出力電流Ｉ ₀ が短絡異常検出用の電流固定値（第２の異常判別値）以下である場合、出力電流Ｉ ₀ と電源電圧Ｖccに応じた短絡異常検出用（１灯短絡時のような短絡電流が小さい場合の検出用）の電流値（第１の異常判別値）との比較が行われる（ステップ１０６）。第１の異常判別値は、判別値持替部６３において、電源電圧検出部６５で検出された電源電圧Ｖccに基づいて、記憶部６４に格納された短絡マップから設定された値を使用する。

出力電流Ｉ ₀ が短絡異常検出用の電流値（第１の異常判別値）を超える場合には短絡異常と判断し、短絡フラグ数に「１」を加算する（ステップ１０７）。続いて、短絡フラグ数が「３」以上であるかを判別する（ステップ１０８）。異常検出の判断を、短絡フラグ数が「３」以上になるまで保留するのは、異常判断の確実性を担保するためである。
短絡フラグ数が「３」以上である場合は、第１短絡異常フラグを「Ｈｉ」にし（ステップ１０９）、ＬＥＤウインカ・インジケータ駆動部６７によりインジケータ５９とＬＥＤ灯火器２０（Ｌ側ＦＲ），３０（Ｌ側ＲＲ）をそれぞれオン・オフ周期１２０回／分で駆動する（ステップ１１０）。つまり、短絡フラグ「１」につき、短パルス１つ分に相当する。

続いて、断線の有無についての異常検出が行われる。
ウインカ電流ライン５４を流れる出力電流Ｉ ₀ について、判別値持替部６３により設定された断線検出用電流値との比較が行われる。断線検出用電流値は、記憶部６４に格納された図８（ａ）の断線マップを基に設定されるので、Ｖccが１１Ｖ以上の時には、出力電流Ｉ ₀ が０．２（Ａ）以上であるかどうか、Ｖccが１１Ｖを下回る時には、出力電流Ｉ ₀ がＶccを変数として０．０６Ｖｃｃ−０．４６（Ａ）以上であるかどうかで判断する（ステップ１１１）。
出力電流Ｉ ₀ が断線検出用電流値より小さい場合には断線異常と判断し、断線フラグ数に「１」を加算する（ステップ１１２）。続いて、断線フラグ数が「３」以上であるかを判別し（ステップ１１３）、断線フラグ数が「３」以上である場合は断線異常フラグを「Ｈｉ」にし（ステップ１１６）、ＬＥＤウインカ・インジケータ駆動部６７によりインジケータ５８とＬＥＤ灯火器２０（Ｌ側ＦＲ），３０（Ｌ側ＲＲ）をそれぞれオン・オフ周期１２０回／分で駆動する（ステップ１１７）。
ステップ１１３において、断線フラグ数が「２」以下である場合には、正常であると判断し（ステップ１１４）、ＬＥＤウインカ・インジケータ駆動部６７によりインジケータ５８とＬＥＤ灯火器２０（Ｌ側ＦＲ），３０（Ｌ側ＲＲ）をそれぞれオン・オフ周期８５回／分で駆動する（ステップ１１５）。

短絡異常検出を行うステップ１０８において、短絡フラグ数が「２」以下である場合も、正常であると判断し（ステップ１１４）、ＬＥＤウインカ・インジケータ駆動部６７によりインジケータ５８とＬＥＤ灯火器２０（Ｌ側ＦＲ），３０（Ｌ側ＲＲ）をそれぞれオン・オフ周期８５回／分で駆動する（ステップ１１５）。

ステップ１０２のルーティン回数が１０回以上である場合は、検出された出力電流Ｉ ₀ のピーク電流値が１．０（Ａ）より大きいかのみを判断し（ステップ１２１）、出力電流Ｉ ₀ が固定値である１．０Ａより大きい場合は、全灯短絡等で大きな電流が生じていると判断し、第２短絡異常フラグを「Ｈｉ」にし（ステップ１２２）、ＬＥＤウインカ・インジケータ駆動部６７の制御信号によるＬＥＤ灯火器２０（Ｌ側ＦＲ），３０（Ｌ側ＲＲ）の点灯を中止し（ウインカ点灯出力の停止）、左側ウインカ選択時点滅用のインジケータ５９のみをオン・オフ周期１２０回／分で点滅駆動する（ステップ１２３）。すなわち、ＬＥＤウインカ・インジケータ駆動部６７によるインジケータ５９の駆動と、ＬＥＤ灯火器２０，３０の駆動とを別々の系統で行うことができるので、ＬＥＤ灯火器を消灯してインジケータ５９のみを点滅駆動することが可能となる。

ステップ１０５において、出力電流Ｉ ₀ が短絡異常検出用の電流固定値（第２の異常判別値）より大きい場合についても同様に、全灯短絡等で大きな電流が生じていると判断し、第２短絡異常フラグを「Ｈｉ」にし（ステップ１２２）、ＬＥＤウインカ・インジケータ駆動部６７の制御信号によるＬＥＤ灯火器２０（Ｌ側ＦＲ），３０（Ｌ側ＲＲ）の点灯を中止し（ウインカ点灯出力の停止）、左側ウインカ選択時点滅用のインジケータ５９のみをオン・オフ周期１２０回／分で点滅駆動する（ステップ１２３）。

続いて、メインスイッチ４２のオン・オフを判断し（ステップ１１８）、オン状態であればステップ１０２の処理（ルーティン回数が１０回以上であるかの判断）が行われ、オフである場合には、異常フラグ（第１短絡異常フラグ、第２短絡異常フラグ、断線異常フラグ）のリセットを行い（ステップ１２５）、ウインカ制御部５１（ＬＥＤウインカ・インジケータ駆動部６７）からの駆動出力の出力停止を行う（ステップ１２６）。

上述した説明では、ウインカスイッチ４６による左側ウインカ選択時について説明したが、ウインカスイッチ４６による右側ウインカ選択時には、ＬＥＤ灯火器２０（Ｒ側ＦＲ），３０（Ｒ側ＲＲ）、及び、右側ウインカ選択時点滅用のインジケータ５８について、同様の処理が行われる。

１…自動二輪車、 ９…ヘッドライト、 １４…パワーユニット、 １８…ＡＣＧスタータモータ（発電機）、 １９…バッテリ、 ２０…フロントウインカ（ＬＥＤ灯火器）、 ３０…リヤウインカ（ＬＥＤ灯火器）、 ３１…テールランプ、 ４０…ＥＣＵ、 ４２…メインスイッチ、 ４６…ウインカスイッチ、 ５０…メータ部、 ５１…ウインカ制御部（駆動制御手段）、 ５２…電源電圧調整部、 ５３…電源供給ライン、 ５４…左側ウインカ電流ライン、 ５６…右側ウインカ電流ライン、 ５５，５７…ＦＥＴ、 ５８，５９…インジケータ、 ６０…異常検出手段、 ６１…電流検出部、 ６２…比較部、 ６３…判別値持替部、 ６４…記憶部、 ６５…電源電圧検出部、 ６６…ＳＷ入力検出部、 ６７…ＬＥＤウインカ・インジケータ駆動部（駆動部）。

Claims (10)

1. 車両に搭載されたＬＥＤ灯火器（２０，３０）の駆動制御を行う駆動制御手段（５１）を備え、当該駆動制御手段（５１）は、前記ＬＥＤ灯火器（２０，３０）の断線又は短絡異常を検出する異常検出手段（６０）を備える車両用ＬＥＤ灯火装置において、
   前記異常検出手段（６０）は、
   前記ＬＥＤ灯火器（２０，３０）が前記駆動制御手段（５１）により駆動された時に、前記ＬＥＤ灯火器（２０，３０）に流れる電流値を検出する電流検出部（６１）と、
   前記電流検出部（６１）によって検出された電流値を所定の異常判別値と比較する比較部（６２）と、
   前記異常判別値を車両の電源電圧の変動によって持ち替える判別値持替部（６３）を備え、
   前記判別値持替部（６３）によって持ち替えられた異常判別値と、検出された前記電流値に基づいて前記断線又は短絡異常の有無を判断する一方、
   前記異常判別値は、断線検出用の異常判別値と、短絡検出用の異常判別値とがそれぞれ 設定され、
   前記異常判別値は、断線検出用の異常判別値について、前記ＬＥＤ灯火器（２０,３０ ）に印加される電源電圧に応じて変化させ、
   前記異常判別値は、短絡検出用の異常判別値について、前記ＬＥＤ灯火器（２０，３０）に印加される電源電圧に応じて変化する第１の異常判別値と、当該第１の異常判別値よりも大きく且つ固定値である第２の異常判別値とを備える車両用ＬＥＤ灯火装置。
2. 前記ＬＥＤ灯火器（２０,３０）は、複数のダイオードが直列に接続されてなる請求項 １に記載の車両用ＬＥＤ灯火装置。
3. 前記異常検出手段（６０）は、断線異常の有無の判断よりも先に短絡異常の有無の判断 を行う請求項１に記載の車両用ＬＥＤ灯火装置。
4. 前記駆動制御手段（５１）は、運転者によって前記ＬＥＤ灯火器（２０,３０）の駆動操作がなされた時に、
   前記電源電圧に応じたパルス信号を出力するとともに当該パルス信号がオン状態の時に前記ＬＥＤ灯火器（２０，３０）が点灯状態になるように前記ＬＥＤ灯火器（２０，３０）を点滅駆動させる駆動部（６７）を備え、
   前記電流検出部（６１）は、前記パルス信号がオン状態時の前記電流値を検出する請求項１ないし３のいずれかに記載の車両用ＬＥＤ灯火装置。
5. 前記パルス信号のオン状態は、所定のデューティ比に設定された複数の短パルスの集合体で構成され、
   前記電流検出部（６１）は、前記ＬＥＤ灯火器（２０，３０）の駆動操作に伴って出力されたパルス信号の最初のオン状態における前記複数の短パルスのうち、最初の短パルスのオン時の電流値を検出する請求項４に記載の車両用ＬＥＤ灯火装置。
6. 前記電流検出部（６１）は、前記最初の短パルスを含む所定数の短パルスのオン時の電流値を検出する請求項５に記載の車両用ＬＥＤ灯火装置。
7. 前記駆動部（６７）は、前記ＬＥＤ灯火器（２０，３０）に印加される前記電源電圧に応じて、前記短パルスのデューティ比を変化させる請求項５または６に記載の車両用ＬＥＤ灯火装置。
8. 前記短パルスのデューティ比は、前記ＬＥＤ灯火器（２０，３０）に印加される前記電源電圧が大きくなるにつれて小さくなるように設定する請求項７に記載の車両用ＬＥＤ灯火装置。
9. 前記ＬＥＤ灯火器（２０，３０）の点滅状態に合わせて点滅点灯されるインジケータ表示部（５８，５９）をメータ内に備え、前記ＬＥＤ灯火器（２０，３０）と前記インジケータ表示部（５８，５９）とが別系統で前記駆動制御手段（５１）に接続される請求項１ ないし８のいずれかに記載の車両用ＬＥＤ灯火装置。
10. 前記車両のメータ内に、前記ＬＥＤ灯火器（２０，３０）の点滅状態に合わせて点滅点灯されるインジケータ表示部（５８，５９）を形成し、
    前記検出された電流値が前記第１の異常判別値よりも大きく、且つ前記第２の異常判別値よりも小さい時は、前記ＬＥＤ灯火器（２０，３０）と前記インジケータ表示部（５８，５９）の点滅周期を正常時の点滅周期よりも速めて駆動するとともに、
    前記検出された電流値が前記第２の異常判別値よりも大きい時は、前記ＬＥＤ灯火器（２０，３０）を消灯し、且つ前記インジケータ表示部（５８，５９）の点滅周期を正常時の点滅周期よりも速めて駆動する請求項９の車両用ＬＥＤ灯火装置。

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